JP4485678B2

JP4485678B2 - コンクリート構造物の継手具及びコンクリート構造物の接合構造

Info

Publication number: JP4485678B2
Application number: JP2000401144A
Authority: JP
Inventors: 宗孝大関
Original assignee: 石川島建材工業株式会社
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002201722A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント等のコンクリート構造物どうしを互いに一体に接合するコンクリート構造物の継手具及びその継手具を使用したコンクリート構造物の接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シールド工法でトンネルを構築する場合のセグメントどうしのリング間の接合（トンネル長手方向の接合）は、従来、湾曲方向に沿う接合端面に予めボルト挿通孔を形成しておき、互いに当接された接合端面どうしのボルト挿通孔にボルトを挿通させてこれにナットを螺着することにより行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ボルト及びナットによる上記従来の接合方式では、セグメントどうしを何等かの手段で位置決めしてボルト挿通孔どうしを正確に連通させた上で、その挿通孔にボルトを挿通させ、ナットを螺着して締め付けなければならず、接合に手間がかかるという問題点がある。また、緩衝機能を有せず、耐震性に劣る不満がある。
【０００４】
本発明は、セグメント等のコンクリート構造物どうしをワンタッチ式に接合することができるコンクリート構造物の継手具及びコンクリート構造物の接合構造を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、耐震性を有するコンクリート構造物の継手具及びコンクリート構造物の接合構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の少なくとも１つの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、剛性駒と弾性駒とから成り、少なくとも一端が先細りの錐台状とされた筒状の位置決め部材と、一方の端部に雄ねじが形成されるとともに拡径溝によって拡径自在とされた他方の端部に雄型係合歯が形成され、上記位置決め部材の中心孔に挿通されて上記雄ねじをコンクリート構造物の接合端面に設けられたナット部材に螺着される結合ロッドと、他のコンクリート構造物の接合端面に形成された外広りの錐台状の凹部に設けられ、該凹部に上記位置決め部材の一端と一緒に嵌入された結合ロッドの雄型係合歯を係合させる雌型係合歯を有する固定部材とを具備した構成とした。
【０００６】
この手段では、位置決め部材の中心孔に、結合ロッドを、雄ねじが形成された一方の端部を先にして錐台状の一端側から挿入し、雄ねじをセグメント等のコンクリート構造物の接合端面に設けられたナット部材に螺着して位置決め部材をそのコンクリート構造物に取り付ける。また固定部材はセグメント等の他のコンクリート構造物の接合端面に形成された凹部に設ける。
コンクリート構造物どうしの接合に際し、位置決め部材を取り付けたコンクリート構造物に対して固定部材を設けた他のコンクリート構造物を接近させると、まず、位置決め部材の先細りの一端が他のコンクリート構造物の外広りの凹部に嵌入されて接近移動中のコンクリート構造物を固定コンクリート構造物の所定位置に徐々に導く。そして、接近移動が進むと、位置決め部材の弾性駒の圧縮により結合ロッドの雄型係合歯が位置決め部材の中心孔から突き出して固定部材に入り、拡径して固定部材の雌型係合歯に係合する。両コンクリート構造物の接合端面どうしが互いに当接したところでコンクリート構造物どうしの接合が終了する。圧縮状態の弾性駒は衝撃を吸収してその伝達を弱める。
【０００７】
雄型係合歯が形成された結合ロッドの端部の拡径は結合ロッドの弾性などによる。雄型係合歯と雌型係合歯は、通常鋸歯状にする。位置決め部材の他端の形状を一端と同じように先細りの錐台状とし、コンクリート構造物の接合端面に形成された外広りの錐台状の凹部に嵌め込むようにすることができる。
位置決め部材は、２個以上の剛性駒の間に１個以上の弾性駒を挟み込んだ構造を基本とする。弾性駒がコンクリート構造物の接合端面の部分に存在すると、接合コンクリート構造物の横ずれ（せん断）に対する位置決め部材の耐力が弱まるので、なるべく凹部の内奥部で圧縮されるように剛性駒との関係を設定する。
【０００８】
請求項１記載のコンクリート構造物の継手具において、固定部材の中央部に、結合ロッドの拡径溝に挿入されて雄型係合歯を拡径させる突起を設けることができる（請求項２）。
この構成では、突起が結合ロッドの拡径溝に割り込んで雄型係合歯を強制的に拡径させる。したがって、結合ロッドの雄型係合歯が固定部材の雌型係合歯に確実に係合するようになる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の位置決め部材を、結合ロッドの雄ねじをナット部材に螺着して接合端面に取り付けたコンクリート構造物と、請求項１又は２記載の固定部材を接合端面の凹部に設けたコンクリート構造物を、位置決め部材の錐台状の一端を凹部に嵌入させて位置決め部材の弾性駒を圧縮した状態で接合端面どうしを互いに当接させるとともに結合ロッドの雄型係合歯を固定部材の雌型係合歯に係合させて相互に接合した構成とした。
【００１０】
この手段では、位置決め部材の位置決め機能と、雄型係合歯及び雌型係合歯の自動係合機能によってコンクリート構造物どうしが一動作で容易にかつ強固に接合される。また、位置決め部材の弾性駒が衝撃を吸収するので、良好な耐震性が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１ないし図５は本発明の実施の形態を示す。本発明に係る継手具Ａは、セグメント等のコンクリート構造物ＳＡ，ＳＢの接合に用いるもので、位置決め部材１と、結合ロッド３及び固定部材５を具備している。
【００１２】
位置決め部材１は、それぞれ円形の中心孔１ａｏ，１ｂｏを有する円錐台状の２個の剛性駒１ａ，１ｂの大径の底面の間に、円形の中心孔１ｃｏを有する円盤状の弾性駒１ｃを、その中心孔１ｃｏを剛性駒１ａ，１ｂの中心孔１ａｏ，１ｂｏに直線状に一致させて一体に挟み込んで成る。
【００１３】
剛性駒１ａ，１ｂは、コンクリート構造物ＳＡ，ＳＢの接合端面Ｓｃに形成された外広り状の凹部Ｓａ，Ｓｂに嵌め込むことができるように、その外形形状を凹部Ｓａ，Ｓｂの形状にほぼ一致させて鋼等の硬質材料で製造されている。また、弾性駒１ｃは、ゴム又はこれと同効材料により、圧縮変形を見越した形状に製造されている。剛性駒１ａ，１ｂと弾性駒１ｃは、通常、接着剤等によって一体化するが、そのようにしないこともある。位置決め部材１は、直線状に互いに連通された中心孔１ａｏ，１ｃｏ，１ｂｏによって全体的に筒状になっている。剛性駒１ｂの中心孔１ｂｏは外広りの円錐台状とされている。
【００１４】
結合ロッド３は、鋼等の棒状部材の一方の端部に雄ねじ３ａを形成し、拡径溝３ｃによって拡径自在とされた他方の端部に鋸歯状の多数の雄型係合歯３ｂを形成して成る。拡径溝３ｃは図３のように十字状になっており、雄型係合歯３ｂを拡径（縮径）自在にしている。この結合ロッド３は、位置決め部材１の中心孔１ａｏ，１ｃｏ，１ｂｏに、雄ねじ３ａを先にして中心孔１ｂｏ側から挿通させ、雄ねじ３ａをナット部材７に螺着して位置決め部材１をコンクリート構造物ＳＡに取り付けるものである。結合ロッド３の雄型係合歯３ｂは、位置決め部材１をコンクリート構造物ＳＡに取り付けた状態で剛性駒１ｂの中心孔１ｂｏに縮径状態で入るようになっている。
ナット部材７は、コンクリート構造物ＳＡの凹部Ｓａの底部分に埋設されている。
【００１５】
固定部材５は、鋼等の有底円筒部材の内周面に鋸歯状の多数の雌型係合歯５ｂを形成し、また内底面に先細りの突起５ｃを設けて成る。この固定部材５は、コンクリート構造物ＳＢの凹部Ｓｂの底部分に埋設される。
雌型係合歯５ｂは、結合ロッド３の雄型係合歯３ｂに係合させるものであり、突起５ｃは結合ロッド３の拡径溝３ｃの中心部分に押し込まれて結合ロッド３の雄型係合歯３ｂを強制的に拡径させるものである。
【００１６】
上記の構成とされた継手具Ａの位置決め部材１は、既述のように、剛性駒１ａを凹部Ｓａに嵌め入れ、結合ロッド３を中心孔１ｂｏ，１ｃｏ，１ａｏに挿通させてその雄ねじ３ａをナット部材７に螺着することにより、コンクリート構造物ＳＡに取り付ける。
このようにして位置決め部材１を取り付けたコンクリート構造物ＳＡに、予め固定部材５を凹部Ｓｂに埋設したコンクリート構造物ＳＢを接合するために、前者のコンクリート構造物ＳＡに後者のコンクリート構造物ＳＢを近づけて位置決め部材１の剛性駒１ｂをコンクリート構造物ＳＢの凹部Ｓｂに嵌め入れると、剛性駒１ｂの外面とこれに当接した凹部Ｓｂの内面の協動作用によって接近移動中のコンクリート構造物ＳＢの位置が固定コンクリート構造物ＳＡの位置に徐々に一致されるようになる（図４参照）。
【００１７】
コンクリート構造物ＳＢの接近移動を継続すると、弾性駒１ｃの圧縮により結合ロッド３の雄型係合歯３ｂが中心孔１ｂｏから外に徐々に突き出して固定部材５内に入り、雌型係合歯５ｂに順次係合する。更にコンクリート構造物ＳＢを移動させると、突起５ｃが結合ロッド３の拡径溝３ｃに押し込まれて雄型係合歯３ｂを拡径させ、雌型係合歯５ｂに確実に係合させる。両コンクリート構造物ＳＡ，ＳＢの接合端面Ｓｃ，Ｓｃが互いに当接したところで、それらの接合が終了する。
【００１８】
このように、一方のコンクリート構造物ＳＡに他のコンクリート構造物ＳＢを単に押し付けるだけで（上記の逆でも可）、自動的に位置合わせされて係合歯３ｂ，５ｂどうしが係合されるので、接合作業を迅速に行うことができる。
また、コンクリート構造物ＳＡ，ＳＢの接合後は、圧縮状態の弾性駒１ｃが衝撃を吸収するとともに、接合部に可撓性を与えるため、耐震性が向上する。
【００１９】
図６は位置決め部材の他の例を示すもので、この位置決め部材１Ｖは、弾性駒１ｃが凹部Ｓｂの内部に深く嵌り込むように、剛性駒１ａ，ｂと弾性駒１ｃの形状、及び弾性駒１ｃの挟込み位置が変えられている。
この位置決め部材１Ｖの場合は、コンクリート構造物ＳＡ，ＳＢどうしのせん断力を剛性駒１ａが受けるようになるので、強いせん断耐力が得られる。
【００２０】
図７は位置決め部材の別の例を示す。この位置決め部材１Ｗは、中央の剛性駒１ｄと剛性駒１ａ，１ｂの間にそれぞれ弾性駒１ｃが挟み込まれ、中央の剛性駒１ｄがコンクリート構造物ＳＡ，ＳＢのせん断力を受けるようになっている。この位置決め部材１Ｗの場合は、位置決め部材１Ｖと同等の強いせん断耐力が得られる上、弾性駒１ｃによる衝撃吸収性と耐震性が向上する。
位置決め部材１Ｖ，１Ｗの中心孔等の構造は位置決め部材１と同じである。
【００２１】
位置決め部材１，１Ｖ，１Ｗのナット部材７側の端部形状は任意で、錐台状にしなくてもよく、またコンクリート構造物ＳＡの接合端面Ｓｃに凹部Ｓａを設けないこともある。
また、結合ロッド３の雄型係合歯３ｂは、突起５ｃによらずに結合ロッド３の弾性復元力のみによって拡径して雌型係合歯５ｂに係合する構造とすることができる。
【００２２】
コンクリート構造物ＳＢの凹部Ｓｂとこれに嵌入する位置決め部材１，１Ｖ，１Ｗの端部形状は、円錐台状に限らず、角錐台状としてもよい。
拡径溝３ｃは、結合ロッド３を回してナット部材７に螺着する際に、通常、レンチ孔として使用するが、十字形状以外の他の形状とすることができる。
【００２３】
剛性駒１ａ，１ｂ，１ｄの１以上の外周面に弾性を有する合成樹脂等の緩衝部材９（図２参照）を付着させておくと、緩衝性と耐震性が一層良くなる上、位置決め部材や凹部Ｓａ，Ｓｂの損傷が軽減される。
本継手具Ａによる接合対象となるコンクリート構造物は主としてセグメントであるが、この場合、セグメントの湾曲方向に沿う接合端面Ｓａ，Ｓｂの接合には、複数の継手具Ａを用いる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、位置ずれを自動的に修正してコンクリート構造物を簡単かつ強固に接合することができるコンクリート構造物の継手具が得られる。
【００２５】
請求項１記載のコンクリート構造物の継手具において、固定部材の中央部に、結合ロッドの拡径溝に挿入されて雄型係合歯を拡径させる突起を設けた構成では、雄型係合歯と雌型係合歯が確実に係合されるようになり、接合の信頼性が向上する。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、接合作業が容易で、しかも衝撃吸収性と耐震性に優れたコンクリート構造物の接合構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート構造物の継手具の実施の形態を示す断面図である。
【図２】位置決め部材の中心孔に対する結合ロッドの挿入前の図である。
【図３】結合ロッドの雄型係合歯と拡径溝を示す図である。
【図４】結合ロッドの雄型係合歯が固定部材内に入り始めた状態を示す図である。
【図５】本発明に係るコンクリート構造物の接合構造の実施の形態を示す図である。
【図６】位置決め部材の他の例を示す図である。
【図７】位置決め部材の別の例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ継手具ＳＡ，ＳＢコンクリート構造物
Ｓａ，Ｓｂ凹部Ｓｃ接合端面
１，１Ｖ，１Ｗ位置決め部材１ａ，１ｂ，１ｄ剛性駒
１ｃ弾性駒１ａｏ，１ｂｏ，１ｃｏ中心孔
３結合ロッド３ａ雄ねじ
３ｂ雄型係合歯３ｃ拡径溝
５固定部材５ｂ雌型係合歯
５ｃ突起７ナット部材
９緩衝部材

Claims

剛性駒と弾性駒とから成り、少なくとも一端が先細りの錐台状とされた筒状の位置決め部材と、
一方の端部に雄ねじが形成されるとともに拡径溝によって拡径自在とされた他方の端部に雄型係合歯が形成され、上記位置決め部材の中心孔に挿通されて上記雄ねじをコンクリート構造物の接合端面に設けられたナット部材に螺着される結合ロッドと、
他のコンクリート構造物の接合端面に形成された外広りの錐台状の凹部に設けられ、該凹部に上記位置決め部材の一端と一緒に嵌入された結合ロッドの雄型係合歯を係合させる雌型係合歯を有する固定部材とを具備したことを特徴とするコンクリート構造物の継手具。
固定部材の中央部に、結合ロッドの拡径溝に挿入されて雄型係合歯を拡径させる突起が設けられたことを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の継手具。
請求項１記載の位置決め部材を、結合ロッドの雄ねじをナット部材に螺着して接合端面に取り付けたコンクリート構造物と、請求項１又は２記載の固定部材を接合端面の凹部に設けたコンクリート構造物が、位置決め部材の錐台状の一端を凹部に嵌入させて位置決め部材の弾性駒を圧縮した状態で接合端面どうしを互いに当接させるとともに結合ロッドの雄型係合歯を固定部材の雌型係合歯に係合させて相互に接合されたことを特徴とするコンクリート構造物の接合構造。