JP4486581B2 - コンクリート構造物、コンクリート部材および位置決め部材 - Google Patents

Description

本発明は、板状のコンクリート部材を接合して構築されるコンクリート構造物と、このコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材及び位置決め部材に関する。

例えば、地下鉄用のトンネル等として用いるシールドトンネル覆工体は、シールド掘削機の後方において、円弧板状のコンクリート製のセグメントを筒状に組み立てたリング状のセグメント組立体を、軸線方向に順次連結して構成する。セグメントの組立精度を向上させ、組立作業を迅速化するために、セグメントどうしの接合端面間に位置決め手段を設ける場合がある。このような位置決め手段としては、セグメントの接合端面の一方に凸部を形成し、他方に凹部を形成する方法がある。

しかしながら、あらかじめセグメント自体に凹凸を形成する場合、セグメント製作時に、型枠面に凹部を形成するので、加工コストが増大する。また、位置決め手段に不具合が有る場合や、位置決め手段自体が施工上の障害になることが分かった場合に対応が難しく、施工が遅延する。さらに、運搬や施工箇所への移動時において突起側部分が他の部材等に接触して損傷する危険性も有る。そこで、特許文献１に記載のように、セグメントの両接合端面に断面が半円形状の溝を形成し、その間に、それらの溝に嵌合する金属製の球や棒状の位置決め部材を、接着剤を用いて取り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記のような従来の技術においては、半円形状の溝の内面の曲率と球や棒状部材の半径が厳密に一致し難いので、これらの部材が、点接触または線接触することになり、接触面の面積が小さくなって応力が集中し易い。これにより、セグメントや位置決め部材に不要な力が作用し、その耐久性に影響を与えてしまう可能性が生じる。

そこで、本出願人は、構築に際して、位置決め部材の取付が容易であり、取付後も必要に応じて取り外すことができるような自由度の高いコンクリート部材、その接合構造および位置決め部材を提案した（例えば、特許文献２参照）。
また、本出願人は、コンクリート部材どうしの接合状態において、位置決め部材の外形部とこの外形部に嵌合する凹部とがテーパ面を介して面接触するようにすることにより、位置決め部材とコンクリート部材の間に充分大きな接触面積を確保し、コンクリート部材の耐久性を維持することができるコンクリート部材、その接合構造および位置決め部材を提案した（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−５４３９８号公報 特開２００５−１９４７６０号公報 特開２００５−１９４７６１号公報

しかしながら、これらの特許文献２、３に記載の発明にあっては、コンクリート部材に位置決め部材と嵌合する凹部が形成されるが、コンクリート部材の成型時にどうしても凹部に僅かな製作誤差があり、この凹部に位置決め部材の外形部が正確に嵌合できず、凹部と位置決め部材との間に隙間が生じたり、あるいは凹部に位置決め部材が入りきらず、接合部どうしの間に隙間が生じたりする場合がある。このような事態を想定した場合に、特許文献２に記載されているように、位置決め部材として、前記製作誤差として見込まれる範囲でサイズの異なる複数ものを用意し、状況に応じて使いわける必要がある。この場合に、コンクリート構造物の構築現場、例えば、シールド機内に、使われるかどうかわからないサイズの位置決め部材を用意していなければならず、余分なコストがかかるとともに、現場における在庫管理を煩雑にしてしまう。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、コンクリート構造物の構築時にコンクリート部材の位置決め部材が嵌合する凹部に多少の製作誤差があっても、同じ形状の位置決め部材で製作誤差に対応することができ、サイズの異なる位置決め部材を用意しておく必要がないコンクリート構造物、コンクリート部材、および位置決め部材を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のコンクリート構造物は、板状の複数のコンクリート部材の接合端面どうしを突き合わせて接合することにより構築されるコンクリート構造物であって、
互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、
互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、
他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成され、
前記位置決め部材は、前記凹部に嵌合する位置決め部の断面が矩形状に形成されるとともに、前記位置決め部の断面の縦横の長さが僅かに異なるように形成され、
前記取付部には、前記位置決め部材が、当該位置決め部材断面の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、一方のコンクリート部材の接合端面に設けられた溝状の凹部と、他方の接合端面の取付部に取り付けられた位置決め部材の位置決め部が嵌合して、互いに接合されるコンクリート部材の厚み方向の位置決め（位置合わせ）がなされる。位置決め部は、断面矩形状に形成されるとともに、縦横の長さが僅かに異なるようにされている。また、前記取付部には、前記位置決め部材が、位置決め部の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられる。

よって、位置決め部の断面の縦方向を厚み方向に沿わせて溝状の凹部に嵌合することと、位置決め部の断面の横方向を厚み方向に沿わせて溝状の凹部に嵌合することができる。この際に位置決め部の断面の長さが縦方向と横方向で異なることから凹部に嵌合する部分の厚み方向の長さを位置決め部材の方向を９０度変えることで変更することができる。

例えば、位置決め部の断面の縦方向の長さが横方向の長さより長いものとし、位置決め部の横方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせて凹部に嵌合させた際に、凹部の厚み方向の幅が広く、位置決め部との間に許容範囲以上の隙間が生じる場合には、位置決め部材の取付方向を変更して位置決め部の断面の縦方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせることで、隙間を減少させて許容範囲内とすることができる。

逆に、位置決め部の断面の縦方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせて凹部に嵌合させた場合に、凹部の厚み方向の幅が狭く、位置決め部を凹部に嵌合することが困難な場合には、位置決め部材の取付方向を変更して位置決め部の断面の横方向をコンクリート部材の厚み方向に合わせることで、凹部に位置決め部材を嵌合可能とすることができる。

なお、位置決め部材は、コンクリート構造物の強度に関わるものではないので、コンクリート部材どうしを接合する際に、力が集中するような点接触や線接触をすることなく、厚み方向の取付誤差を許容範囲内とすることができればよい。したがって、位置決め部材の凹部に嵌合する部分の長さを２種類とすることで、凹部の製作誤差程度の長さのずれに十分に対応することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート構造物において、前記溝状の凹部が前記接合端面と平行な底面と、該底面の左右にそれぞれ形成された斜面とから開口側に向かって広がる断面台形状に形成され、
前記位置決め部材の位置決め部が四つの斜面を有する角錐台状に形成され、前記凹部の二つの斜面の傾斜角と前記位置決め部の四つの斜面の傾斜角とが等しくされていることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、凹部の断面が開口部が広くなる台形状とされ、位置決め部材の位置決め部が角錐台状とされているので、コンクリート部材の接合断面同士を付き合わせる際に、容易に凹部に位置決め部を挿入し、さらに接合断面同士を近づける際に斜面に沿って位置合わせすることができる。また、凹部の二つの斜面と位置決め部の四つの斜面が同じ傾斜角となっているので、位置決め部の凹部の幅方向に位置決め部の断面の縦方向を沿わせるものとしても位置決め部の断面の横方向を合わせるものとしても、凹部の斜面の傾斜角と、この斜面に当接する位置決め部の斜面の傾斜角が等しくなり、これら斜面が面接触可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載のコンクリート構造物において、前記位置決め部材は、角錐台状の前記位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状の移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成され、
前記取付部は、前記移動規制部が挿入されるとともに前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成された取付凹部と、前記取付凹部の底面に設けられるとともに前記嵌合部が着脱自在に嵌合する嵌合孔とを備える。

請求項３に記載の発明においては、前記位置決め部材の取付部に取り付けられる移動規制部が断面正方形状の角錐台状とされ、前記取付部の前記移動規制部が挿入される取付凹部が前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成されているので、９０度ごと回転して取付凹部に移動規制部を取り付け可能となる。この際に位置決め部材の位置決め部の断面の縦方向と横方向とのいずれかがコンクリート部材の厚み方向に沿うことになる。よって、容易に位置決め部の断面の縦方向と横方向とを切り替えてコンクリート部材の厚み方向に沿わせることができる。
また、移動規制部を取付凹部に挿入した状態では、移動規制部の前後左右への移動が規制されるとともに回転移動が規制される。

以上のことから、取付部に容易に位置決め部材を位置決め部の断面の縦横方向を変更して取り付けることができる。なお、嵌合孔と嵌合部とは、位置決め部材の断面の縦横方向に関わらず、嵌合可能となっている必要がある。また、位置決め部材の回転規制は、移動規制部と取付凹部とで行われるので、嵌合孔と嵌合部とが例えば互いに回転可能な円形となっているものとしてよい。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材であって、
一つの前記接合端面に前記取付部と前記凹部とが長さ方向に並んで形成され、前記取付部に前記位置決め部材が取り付けられることを特徴とする。

請求項４に記載の発明においては、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができるとともに、左右二箇所以上で位置決めされることで、接合端面同士が回転方向にずれるのを防止できると共に、一方の接合端面に凹部だけが設けられ、他方の接合端面にだけ位置決め部材が取り付けられる場合に比較して、より均等にコンクリート部材同士を接合することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のコンクリート構造物の構築に用いられる位置決め部材であって、縦横の長さが異なる断面矩形状でかつ角錐台状に形成された位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状に形成された移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明においては、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

前記各請求項において、位置決め部材は、合成樹脂、セラミックス、金属またはこれらの複合素材等の種々の素材から作製することができる。これにより、それぞれの素材の特徴を備えた位置決め部材による位置決め作用が発揮されることになるが、例えば、位置決め部材を合成樹脂とすれば、硬質のものであっても多少の柔軟性を有し、前記凹部と前記位置決め部のクリアランスが０であっても嵌合可能とすることができ、かつ、低コストに製造可能ことから、合成樹脂製とすることが好ましい。

本発明によれば、互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成される構造において、前記凹部に製作誤差があっても、位置決め部材の凹部に嵌合する部分の断面の縦横の方向を変えることで、位置決め部材の凹部の幅方向にそった長さを変更して対応することができる。したがって、凹部に製作誤差があっても、製作誤差に対応してサイズの異なる複数の位置決め部材を用意しておく必要がなく、コストの低減と部材の管理の簡略化を図ることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態のコンクリート部材であるコンクリートセグメントを用いて構築されるコンクリート構造物であるシールドトンネル覆工体を抗口側から見た斜視図である。このシールドトンネル覆工体は、周方向に５分割された円弧板状のコンクリートセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅが環状に組み立てられた組立体２が軸線方向に多数配列された構成となっている。なお、３は、組立体２を軸方向に連結するための継手である。

これらのコンクリートセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ（以下、区別する必要が無い場合には１と略す。）のうち、４つのコンクリートセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは中心角が約８４°の大型コンクリートセグメントとなっており、一つのコンクリートセグメント１ｅは中心角が２４°の小型コンクリートセグメントであり、これらは径方向に順次連結されている。小型コンクリートセグメント１ｅは最終組み立てコンクリートセグメントとなっており、他の大型コンクリートセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを建て込んだ後に、切羽側から軸線方向に移動させて取り付けられ、５つのコンクリートセグメントが円形に閉合される。小型コンクリートセグメント１ｅは抗口側の幅が切羽側より狭くなっており、取り付けの際に、コンクリートセグメント１ａ、１ｄの隙間を押し広げるくさび作用をする。なお、上記中心角は一例であり、各セグメントの前記中心角や組立体２の分割数等は、トンネルの径等に基づいて任意に決めることができる。

各コンクリートセグメント１は、図２に示すように、これらを連結して環状の組立体２とするために、軸方向に沿い周方向の左右端となる端面である接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃを有している。なお、各コンクリートセグメント１の周方向に沿い軸方向の前後の端となる端面は、環状の組立体２同士を連結して管状の覆工体を形成するための接合端面となる。
前記接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、環状の組立体２の内周側および外周側（接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの厚み方向の中央部より左側及び右側）に浅い溝が形成されたほぼ平坦な面であり、組立体２の前後に対応する軸方向の両端部のうちの一方の端部には、図３及び図４に示すように、断面正方形で開口側を広くした角錐台状の取付凹部１２１を有する取付部１２が設けられ、他方の端部には、断面台形状でコンクリートセグメント１の厚み方向に直交する接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの長さ方向に沿った溝状の凹部１４が形成されている。これら取付部１２および凹部１４は、各セグメント１が連結される際に、接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて互いに対向する位置に形成されている。凹部１４は取付部１２より長く形成されており、凹部１４に取付部１２を対向させた際に、溝状の凹部１４の長さ方向のほぼ中央部に取付部１２が配置されるようになっている。また、溝状の凹部１４は、周方向に沿った端面まで延在し、前記端面側にも開口している。

図５に示すように、セグメント１の接合端面１０ａ（１０ｂ，１０ｃ）どうしの間には、取付部１２および凹部１４によって形成される空間に、位置決め部材１６が取り付けられている。すなわち、互いに接合されるコンクリート部材（セグメント１）の接合端面１０ａどうしが、位置決め部材１６を介在させた状態で接合されるようになっている。

位置決め部材１６は、この実施の形態では、樹脂（ＡＢＳ樹脂）で構成されているが、セラミックス、金属等の適宜の素材から作製することができる。位置決め部材１６は、図６に示すように、取付部１２の取付凹部１２１に嵌合して取り付けられる角錐台状の移動規制部１８と、凹部１４に当該凹部１４の長さ方向に沿って移動を許容され、長さ方向に直交するセグメント１の厚み方向に沿って移動を規制されるように嵌合する角錐台状の位置決め部２０とが、それぞれの角錐台の底面において結合されている。
また、移動規制部１８は断面正方形とされ、位置決め部２０は断面が縦横の長さが後述するように僅かに異なる矩形状とされ、移動規制部１８の断面の各辺と、位置決め部２０の断面の各辺とが平行となるように移動規制部１８と位置決め部２０とが一体とされている。

また、移動規制部１８と位置決め部２０とは、それぞれの中心線を一致させるように同軸上に配置されている。また、移動規制部１８の頂面の中央部には、後述の嵌合部２４が突出して設けられており、移動規制部１８と位置決め部２０と嵌合部２４とがそれぞれの中心線を１直線上に配置するように同軸上に配置されている。
また、移動規制部１８の底面より位置決め部２０の底面の方が左右の幅が広くなっている。したがって、図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、位置決め部材１６は、四方外側に張出部２２が形成されている。

移動規制部１８は、上述のように断面正方形で、角錐台状に形成され、四つの斜面（テーパ面）１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄと、これら４つの斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄで囲まれた頂面１８ｅとを備える。なお、各斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄどうしの接合される部分はＲが付けられている。
取付部１２の取付凹部１２１は、前記移動規制部１８とクリアランスを考慮して略同形状に形成され、上述のように断面正方形で角錐台状とされており、図３および図４に示すように、４つの斜面（テーパ面）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとこれら斜面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで囲まれた底面１２ｅとを備えている。

取付凹部１２１と移動規制部１８は、それぞれの斜面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（図３参照）および斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（図６参照）がそれぞれ同じ傾斜角度であり、かつ、取付凹部１２１の底面１２ｅと、移動規制部１８の頂面１８ｅとがほぼ同形状の正方形とされている。
よって、取付凹部１２１に対して移動規制部１８を９０度ずつ回転したいずれの角度でも、取付凹部１２１に移動規制部１８を嵌合可能となっている。すなわち、移動規制部１８は、その正方形状の断面の縦横を入れ替え可能に取付凹部１２１に嵌合するようになっている。この場合に基本的に取付凹部１２１の４つの斜面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、移動規制部１８の４つの斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとが面接触するようになっている。

なお、取付凹部１２１の底面１２ｅの中央部には、前記嵌合部２４が挿入されて嵌合される嵌合孔２５が備えられている。
また、位置決め部材１６の前記張出部２２は、その位置決め部２０の底面となる側の面が、接合端面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの前記取付凹部１２１の周囲となる部分に当接するようになっている。

位置決め部２０は、縦横の長さが僅かに異なる断面矩形の角錐台状に形成され、四つの斜面（テーパ面）２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、これら４つの斜面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで囲まれた頂面２０ｅとを備える。なお、各斜面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄどうしの接合される部分はＲが付けられている。
凹部１４は、接合端面１０ａの長さ方向（軸方向）に沿って長尺に形成され、溝の開口側に向かって広がるように傾斜する左右の斜面１４ａ，１４ｂと、これら斜面１４ａ，１４ｂに左右から挟まれた状態の底面１４ｃとを有する。

また、凹部１４の溝の左右側面となる２つの斜面（テーパ面）１４ａ、１４ｂと、角錐台状の位置決め部２０の４つの斜面（テーパ面）２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとがそれぞれ同じ傾斜角度とされている。
従って、例えば、位置決め部２０の断面の縦方向を凹部１４の幅方向（厚み方向）に合わせた場合に、一対の斜面２０ａ，２０ｂと凹部１４の左右斜面１４ａ、１４ｂとを沿わすことができ、位置決め部２０の断面の横方向を凹部１４の幅方向（厚み方向）に合わせた場合に、前記一対の斜面２０ａ，２０ｂとは異なる一対の斜面２０ｃ，２０ｄと凹部１４の左右斜面１４ａ、１４ｂとを沿わすことができる

位置決め部２０は、その断面の縦と横の長さが僅かに異なるものとされている。この縦と横の長さの違いは、凹部１４のセグメント１の厚み方向に沿った所定長さとなるはずの幅の製造誤差に対応するものである。ここで、図６（Ｃ）等に示すように位置決め部２０の頂面（底面）の縦の長さＴＬ１（ＴＬ２）が頂面（底面）の横の長さＹＬ１（ＹＬ２）より長いものとする。

この場合、例えば、製造誤差が予め設定された許容範囲内にある場合に、製造誤差が凹部１４の前記幅の前記所定長さより長い場合に、位置決め部２０の縦方向が凹部１４の幅方向となるように位置決め部材１６を取付部１２に取り付け、逆に凹部１４の前記幅が所定長さもしくはそれ以下の長さとなる場合に、位置決め部２０の横方向が凹部１４の幅方向となるように位置決め部材１６を取付部１２に取り付けるようになっている。

そして、位置決め部２０の縦方向が凹部１４の幅方向となるように位置決め部材１６を取付部１２に取り付けた場合には、凹部１４の二つの斜面１４ａ，１４ｂと、位置決め部２０の互いに対向する辺を構成する二つの斜面２０ａ，２０ｂとが面接触する。また、位置決め部２０の横方向が凹部１４の幅方向となるように位置決め部材１６を取付部１２に取り付けた場合には、凹部１４の二つの斜面１４ａ，１４ｂと、位置決め部２０の互いに対向する辺を構成する二つの斜面２０ｃ，２０ｄとが面接触する。

取付部１２と位置決め部材１６の間には、位置決め部材１６をセグメント１に着脱自在に取り付けるための構造が設けられている。すなわち、移動規制部１８には、角錐台の頂面側から突出する筒状の嵌合部２４が設けられ、取付部１２の底部には、この嵌合部２４を受容するための嵌合孔２５を備えた治具である受け部材２６が図４（ｂ）に示すように埋設されている。
嵌合部２４は、この実施の形態では、位置決め部材１６と一体に形成されているが、筒状の別部材を本体に埋設することによって形成してもよい。
図６に示すように、嵌合部２４は、概略円筒形であるが、すり割りにより周方向に分割されて２つの突片２４ａ，２４ａとされており、各突片２４ａ，２４ａの先端面は滑らかに形成されており、また先端側の外周面には周方向に延びる突条２５ａが形成されている。
突条２５ａは、抜け止めとなるもので、外周面に周方向に沿って延在するとともに外側に突出しており、円弧状に形成されている。

受け部材２６は、この実施の形態ではＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から形成されているが、金属、セラミックス等の適宜の素材で形成することができる。図７に示すように、受け部材２６は、外端側の大径部（取付部）２７と、大径部２７からセグメント１の内部に延びる小径部２８と、その端部の大径板状（鍔状）のアンカー部２９とを有する。大径部２７は、その内側が前記嵌合孔２５とされており、嵌合孔２５の内径が嵌合部２４の外径と同程度に設定され、内面には、嵌合部２４の突条２５ａに対応する周方向溝３０が形成されている。小径部２８の内面には、雌ねじ３１が形成されており、これは、セグメント１の製造時に、コンクリート注入用型枠に受け部材２６を固定するために用いられる。すなわち、この雌ねじ３１には、型枠に一端が固定された棒状部材（図示せず）の他端側の雄ねじが螺合する。棒状部材は、セグメント１が固化した後に螺合を解くことにより、セグメント１中に埋設された大径部２７から除去される。この際の連れ回りを防ぐために、アンカー部２９の外周面には平坦面３２が形成されている。

以上のように構成されたコンクリートセグメント１どうしを接合する際の手順を、図１〜図５を参照して説明する。シールドトンネル覆工体を組み立てる場合、例えば大型コンクリートセグメント１ｃを最初に据え付け、次に、これに隣接する大型コンクリートセグメント１ｂをウインチ等で吊り、位置合わせをしながら接合端面１０ａ（１０ｂ，１０ｃ）どうしを近接させる。そして、コンクリートセグメント１ｃ、１ｂの接合端面１０ａ（１０ｂ，１０ｃ）の取付部１２（取付凹部１２１）と，凹部１４との位置が適合し、位置決め部材１６が施工に支障を来さないことを確認した後に、位置決め部材１６を各セグメント１ｃ、１ｂの対向する接合端面１０ａの取付部１２に取り付ける。この際に、位置決め部材１６の位置決め部２０の縦と横とのうちのどちらをコンクリートセグメント１の厚み方向に向けるかを決定する。すなわち、上述のように位置決め部２０の断面が横より縦が長いものとした際に、凹部１４の前記厚み方向に沿った幅の長さが所定長さより長い場合に、位置決め部２０の縦方向をコンクリートセグメント１の厚み方向とし、凹部１４の前記厚み方向に沿った幅が所定値以下の場合に位置決め部２０の横方向をコンクリートセグメント１の厚み方向に沿わせるように取付部１２に位置決め部材１６を取り付ける。

位置決め部材１６を取付部１２に取り付けるには、上述のように決められた向きにして移動規制部１８を取付凹部１２１に向けて押し込む。これにより、移動規制部１８と取付凹部１２１の斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄどうしの摺動によって互いの芯出しが行われ、嵌合部２４の先端が受け部材２６の大径部２７に設けられた嵌合孔２５に臨む。さらに位置決め部材１６を押し込むと、嵌合部２４が大径部２７の嵌合孔２５側の内縁部によって内側に押されて縮径し、嵌合孔２５内に進入する。嵌合部２４がさらに進入して、突条２５ａと周方向溝３０の位置が一致すると両者が嵌合して嵌合部２４が拡径し、位置決め部材１６が抜け止めされる。この状態で、位置決め部材１６は、角錐台状の移動規制部１８の４つの斜面１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、および周囲の張出部２２において、セグメント１側の面と面接触している。

次に、セグメント１ｃ、１ｂを誘導して近接させ、接合端面１０ａ（１０ｂ，１０ｃ）間に必要なシール材等を配した後、それぞれに取り付けられた位置決め部材１６の位置決め部２０を、それぞれ対向する接合端面１０ａ（１０ｂ，１０ｃ）に形成された凹部１４に嵌合させる。この際、角錐台状の位置決め部２０の２つの斜面２０ａ，２０ｂ（もしくは斜面２０ｃ，２０ｄ）と凹部１４の２つの斜面１４ａ、１４ｂとの面接触により、２つのセグメント１の厚さ（径）方向の位置決めがなされた状態で両者が結合される。同様の方法で、大型セグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを結合した後、小型コンクリートセグメント１ｅを軸方向に移動し、くさび作用によりコンクリートセグメント１ａ、１ｄ間に押し込む。そして、同様に、コンクリートセグメント１ｅと大型セグメント１ａ、１ｄとの接合端面１０ｂ，１０ｃの取付部１２および凹部１４の位置が適合し、位置決め部材１６が施工に支障を来さないことを確認するとともに位置決め部２０の縦と横とのうちのどちらを前記厚み方向に沿わせるかを決定した後に、位置決め部材１６を各セグメント１ｅ、１ａ、１ｄの対向する接合端面１０ｂ，１０ｃの取付部１２に取り付け、同様にしてセグメント１を結合する。

この位置決め部材１６はセグメント１に着脱自在に取り付けられているので、取付後にこれが施工に支障を来すことが判明した場合には、位置決め部材１６を取り外すことにより、施工を進めることができる。したがって、位置決め部材１６のために作業に遅滞をもたらすことがなく、作業の柔軟性が高い。この場合に、例えば、位置決め部材１６の位置決め部２０の縦方向を例えばセグメント１の厚み方向に沿わせて上述のようにセグメント１同士の接合を行うものとし、凹部１４のセグメント１の厚み方向に沿った幅が狭すぎることにより、セグメント１同士の接合がうまくいかない場合に、位置決め部材１６の縦横の向きを変更して横方向を前記厚み方向に沿わせることで、位置決め部２０の厚み方向に沿った幅を狭めて、セグメント１同士を接合可能とするようにしても良い。

また、この位置決め部材１６とセグメント１は、互いに相似的な角錐台形状の外形部（移動規制部１８および位置決め部２０）と凹部（取付凹部１２１および凹部１４）が相互に嵌合しているので、少なくとも斜面部分どうしが確実に面接触する。したがって、曲面どうしの接触の場合のように点接触や線接触となることがなく、平面どうしの充分に大きな接触面積が得られるので、セグメント１を形成するコンクリートへの応力集中が防止され、それに起因する割れ等の発生が低減する。さらに、この実施の形態では、位置決め部２０側の底面が移動規制部１８側より大きく形成されているので、位置決め部材１６が張出部２２においてセグメント１の端面によっても支持されており、これによって、応力集中がさらに防止されるとともに、位置決め部材１６が安定に支持されて位置決め機能が強化される。

なお、位置決め部材１６は、樹脂、セラミックス、金属またはこれらの複合素材等の種々の素材から作製することができる。
以上、この発明を実施の形態に沿って説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨に沿って改変が可能である。例えば、すなわち、位置決め部２０の縦と横の長さに差を付けて、溝状の凹部１４の幅に対応して、位置決め部２０の縦方向を凹部１４の幅に合わせるか、位置決め部２０の横方向を凹部１４の幅に合わせるかを変更できるうようになっていればよく、たとえば、凹部１４と位置決め部材１６は上記の実施の形態では、同じ接合端面の対の間に２つが配置されているが、１つであっても、３以上であってもよい。同様に、凹部１４や取付凹部１２１の断面形状、嵌合部２４や取付部１２の具体的な構成等は適宜に選択することができる。また、実施の形態では、取付部１２と凹部１４を１つのセグメントの同じ接合端面に配置したが、同じ接合端面に取付部１２および凹部１４のうちの一方のみを配置し、この接合端面に接合される接合端面に他方のみを配置するようにしてもよい。また、本発明は、シールドトンネル覆工体に限られるものではなく、板状のコンクリート部材どうしを接合して構築されるコンクリート構造物におけるコンクリート部材同士の厚み方向の位置決めに用いることができる。

この発明の実施の形態に係るコンクリート構造物としてのシールドトンネル覆工体を示す斜視図である。 図１の実施の形態におけるコンクリート部材としてセグメントの結合の仕方を示す図である。 前記セグメントの接合端面の要部を示し、互いに付き合わされることになる凹部と取付部を示す図である。 互いに付き合わされる前記セグメントの要部を示し、互いに付き合わされる凹部と取付部を示す図である。 図１の実施の形態のコンクリート部材の接合構造を示す断面図である。 前記コンクリート部材の接合に用いられる位置決め部材の構造を示す図である。 前記コンクリート部材の接合に用いられる受け部材の構造を示す図である。

符号の説明

１ コンクリートセグメント（コンクリート部材）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 接合端面
１２ 取付部
１２１ 取付凹部
１２ｅ 底面
１４ 凹部
１４ａ，１４ｂ 斜面
１４ｅ 底面
１６ 位置決め部材
１８ 移動規制部
１８ｅ 頂面
２０ 位置決め部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 斜面
２４ 嵌合部
２５ 嵌合孔

Claims (5)

1. 板状の複数のコンクリート部材の接合端面どうしを突き合わせて接合することにより構築されるコンクリート構造物であって、
   互いに接合されるコンクリート部材の接合端面どうしが、位置決め部材を介在させた状態で接合され、
   互いに接合される接合端面の一方の接合端面には、前記位置決め部材が取り付けられる取付部が設けられ、
   他方の接合端面には、前記位置決め部材が嵌合することにより、前記位置決め部材に対して、前記コンクリート部材の厚み方向への相対的移動を規制するとともに、前記接合端面の前記厚み方向に直交する長手方向への相対的移動を許容するように前記接合端面の長手方向に沿った溝状の凹部が形成され、
   前記位置決め部材は、前記凹部に嵌合する位置決め部の断面が矩形状に形成されるとともに、前記位置決め部の断面の縦横の長さが僅かに異なるように形成され、
   前記取付部には、前記位置決め部材が、当該位置決め部材断面の縦横の向きを入れ替え可能に取り付けられることを特徴とするコンクリート構造物。
2. 前記溝状の凹部が前記接合端面と平行な底面と、該底面の左右にそれぞれ形成された斜面とから開口側に向かって広がる断面台形状に形成され、
   前記位置決め部材の位置決め部が四つの斜面を有する角錐台状に形成され、前記凹部の二つの斜面の傾斜角と前記位置決め部の四つの斜面の傾斜角とが等しくされていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物。
3. 前記位置決め部材は、角錐台状の前記位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状の移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成され、
   前記取付部は、前記移動規制部が挿入されるとともに前記移動規制部と略同形状となる断面正方形の角錐台状に形成された取付凹部と、前記取付凹部の底面に設けられるとともに前記嵌合部が着脱自在に嵌合する嵌合孔とを備えることを特徴とする請求項２に記載のコンクリート構造物。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のコンクリート構造物の構築に用いられるコンクリート部材であって、
   一つの前記接合端面に前記取付部と前記凹部とが長さ方向に並んで形成され、前記取付部に前記位置決め部材が取り付けられることを特徴とするコンクリート部材。
5. 請求項３に記載のコンクリート構造物の構築に用いられる位置決め部材であって、
   縦横の長さが異なる断面矩形状でかつ角錐台状に形成された位置決め部と、断面正方形で前記位置決め部より底面の小さい角錐台状に形成された移動規制部と、該移動規制部の頂面の中央部から突出する嵌合部とを備え、前記位置決め部と、前記移動規制部とが同軸上でかつ対応する各辺同士が平行となるように底面同士を接合した状態に一体に形成されていることを特徴とする位置決め部材。

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