JP4493553B2 - 継手金具およびこの継手金具を使用するセグメントの接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、トンネルを構成するセグメントなどに設けられ、これらを接合する継手金具およびこの継手金具を使用するセグメントの接合方法に関するものである。

例えば、シールドセグメントトンネルでは多数のセグメントでトンネル壁体を構築する場合、セグメントの組立て、接合が必要となり、これは周方向にセグメントピースを組立てセグメントリングとし、また、組立てたセグメントリングをトンネル進行方向に接合していく。

かかるセグメントの接合は従来においては、セグメントの接合端面に孔部を有する継手板を埋め込んでおき、その後側は箱抜きとして、セグメントの接合端面同士を互いに当接させて、互いに連通した継手板の孔部へボルトを挿通させ、このボルトにナットを螺着させることにより多数のセグメント同士を順次接合して構築している。

また、他の方法として、セグメントの接合端面に凹部側、凸部側を有する継手を埋め込んでおき、凹部側に凸部側継手を嵌め込んで締結するものもある。

しかしながら、上記の一番目の接合構造では、セグメントの接合端面の継手板に形成された孔部にボルトを挿通させ、そのボルトにナットを螺着させて締め付けなければならず、その作業が極めて煩雑で手間がかかっていた。

また、２番目の接合構造は、前記のような作業は不要となるが、セグメントのピース間継手面とリング間継手面の継手を同時に挿入させる必要があり、非常に高い組立作業の精度が要求される。

そこでかかる不都合を解消するものとして、極めて容易にセグメント等を接合させることが可能なものであり、しかも、少ない部材点数で、簡単に、しかも正確に組立てることができ、接合精度や強度も高く、信頼性も高い、安価な継手金具が提案されている（特許文献１参照）。

これは、図１０にも示すように、互いに接合させる一方側の部材に設けられ、他方側の部材方向へ延在する接合棒３を有する雄型継手金具１と、他方側の部材に設けられ、前記雄型継手金具１の接合棒３が挿入され、この接合棒を係止する雌型継手金具２とからなり、前記雄型継手金具１は、前記接合棒３の先端側にテーパ部８を形成し、その下側に係合凹段部４を形成し、前記雌型継手金具２は、前記接合棒３が挿入される挿入孔１０を中央に有する円筒形ハウジング１１と、この円筒形ハウジング１１内に前記係合凹段部４の幅に対応する厚さ分の環体を２分割した２個の半円形の係止部材１２と、これら係止部材１２を内周側へ付勢する正三角形の板バネ環体１３とを配置し、２個の半円形の係止部材１２の外側が板バネ環体１３の正三角形の辺の中央に内接し、また、円筒形ハウジング１１内周に対して板バネ環体１３の正三角形の角部が当接するように配設したものである。

図中１９はクリアランス補強座金を示し、また、雄型継手金具１は異径鉄筋による埋設雄型ピン２０を本体部とし、その先端部が鋼製の接合棒３となる。

このような構成とすることで、雌型継手金具へ雄型継手金具の接合棒を挿入し、この接合棒によって係止部材を板バネ環体に対して押し広げることで係止部材を接合棒の係合凹段部に入り込ませて接合棒を係止させて、該係止部材を接合棒に接合棒外周へ突設するように首かせ状のストッパーとして取り付け、これにより雄型継手金具と雌型継手金具とを接合させることができる。なお、係止部材を内周側へ付勢するのは正三角形の板バネ環体であり、この正三角形の板バネ環体は円筒形ハウジング内周に対して正三角形の角部が当接するように配設することで中心を合致させて円筒形ハウジング内に収めることができる。

また、係止部材は環体を２分割した２個の半円形のものであり、これを外側が正三角形の辺の中央に内接するように収めることで、やはり中心を合致させて円筒形ハウジング内と板バネ環体に納めることができ、その結果、接合棒を挿入するのに各部材の中心の位置を一致させておくことが可能である。このように正三角形の板バネと、真円リングのバランスによって円筒形ハウジングの中で、どの位置にセットされても正確に原型に復元することができる。
特開２００３−３３６４９７号公報

セグメントの組立はピース間とリング間の両方が接合されなければならない。そして、前記特開２００３−３３６４９７号の発明は、セグメントのピース間やリング間の継手金具として使用されるが、組立に際してはピース間の接合端面とリング間の接合端面の両方の面にそれぞれ継手金具を取り付けておき、先行して組立てたセグメントリングに後行のセグメントピースを接合してリング間を接合し、その後、この状態でこのセグメントピースをピース間で接合する。

このため、部品点数が多くなるだけでなく、セグメント組立は、ピース間とリング間の接合位置の決定を同時に行う必要があり、組立作業に高い精度が要求され、施工性が良くないものになっている。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、継手金具として、極めて容易にセグメント等を接合させることが可能なものであり、しかも、少ない部材点数で、簡単に、しかも正確に組立てることができ、接合精度や強度も高く、信頼性も高い、安価なものであることはもちろんのこと、セグメントのピース間とリング間の接合の位置決めを同時に行わずにすみ、部品点数を削減できるだけでなく、組立作業に高い精度が要求されず組立が容易になり工期の短縮も図れるセグメントの継手金具およびこの継手金具を使用する接合方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、継手金具として、第１に、互いに接合させる一方側の部材に設けられ、他方側の部材方向へ延在する接合棒を有する雄型継手金具と、他方側の部材に設けられ、前記雄型継手金具の接合棒が挿入され、この接合棒を係止する雌型継手金具とからなり、前記雄型継手金具の接合棒は、前記一方側の部材に固定されて細長孔を有するスライド孔付前板に、スライド可能に装着されることを要旨とするものである。

第２に、前記接合棒のスライド孔付前板への装着は、接合棒の基部に取り付けたナット部がスライド孔付前板の背面にスライド自在に組み合わさり、ナット部のスライドスペースを囲むように蓋体をスライド孔付前板に取り付けたことを要旨とするものである。

第３に、セグメントの接合方法として、互いに接合させる一方側の部材に設けられ、他方側の部材方向へ延在する接合棒を有する雄型継手金具と、他方側の部材に設けられ、前記雄型継手金具の接合棒が挿入され、この接合棒を係止する雌型継手金具とからなり、前記雄型継手金具の接合棒は、前記一方側の部材に固定されて細長孔を有するスライド孔付前板に、スライド可能に装着される継手金具を用いるセグメントの接合方法であって、既設のセグメントの接合面に雌型継手金具を設け、このセグメントに接合する他のセグメントの接合面にスライド方向をトンネルなどの構造物の軸方向に一致させて雄型継手金具を設け、既設のセグメントに隣接させて他のセグメントを挿入し雄型継手金具の接合棒を雌型継手金具と結合してセグメントピース間を接合した後、他のセグメントをさらにスライドさせて挿入しリング間セグメントを接合することを要旨とするものである。

請求項１、請求項３記載の本発明によれば、既設のセグメントの接合面に雌型継手金具を設け、その後に接合する他のセグメントの接合面にスライド方向をトンネルなどの構造物の軸方向に一致させて雄型継手金具を設けたから、他のセグメントを挿入すれば、挿入途中で雄型継手金具の接合棒が雌型継手金具と締結してセグメントピース間が接合され、この状態で他のセグメントをさらに挿入すれば、接合棒に対して他のセグメントのみが押し込まれ、これによりセグメントリング間が接合される。

このようにセグメントピース間の接合を行ってからセグメントリング間の接合を別々に行うことで、継手の位置決めを同時に行う必要がなくなり、容易に組立てられる。

請求項２記載の本発明によれば、接合棒の基部に取り付けたナット部の移動スペースは、蓋体で覆ったから、雄型継手金具をセグメントに埋設する場合、コンクリートが移動スペースに浸入することを防止でき、移動スペースを確保できる。

以上述べたように本発明の継手金具およびこれを用いたセグメントの接合方法は、極めて容易にセグメント等を接合させることが可能なものであり、しかも、少ない部材点数で、簡単に、しかも正確に組立てることができ、接合精度や強度も高く、信頼性も高く、セグメントリングを組立てる場合の隣接の後から挿入する他のセグメントを挿入する途中でピース間が接合され、その後さらに他のセグメントを挿入することでリング間が接合されるから、セグメントのピース間とリング間の接合を同時に行わずにすみ、組立作業に高い精度が要求されず組立が容易になり、ピース間とリング間の同時位置決めのための作業時間も不要となって工期の短縮も図れるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の継手金具の実施形態を示す一部切欠いた側面図、図２は同上分解した一部切欠いた側面図、図３は同上説明図である。

本発明の継手金具も、それぞれセグメント等のコンクリート構造物（部材）に設けられる雄型継手金具１と雌型継手金具２とからなるものである。

雄型継手金具１は接合棒３を本体部とし、その先端部を円錐台形のテーパ部８として形成し、基部をネジ部３ａに形成した。

前記テーパ部８の下側（後方側）に少し間を置いて一定の幅を持つ溝状の係合凹段部４を形成した。テーパ部８と係合凹段部４との間はテーパ部８が延設するスカート部となる。

図中５は前記接合棒３がスライド自在に組み合わさるスライド孔付前板を示し、長方形の長板に細長孔５ａを形成したもので、この細長孔５ａの背面にナット部６がスライド自在に配置され、このナット部６に接合棒のネジ部３ａが螺合する。これにより、接合棒３はスライド孔付前板５から前方に突出する。

スライド孔付前板５の背面側には、さらに前記ナット部６のスライドスペースを覆うようにして上下左右および背面に蓋板７が取り付けられる。

そして、この蓋板７が、コンクリート構造物に埋設されるアンカー筋９に接合されて、雄型継手金具１がコンクリート構造物に固定される。コンクリート構造物がセグメントピースの場合、この雄型継手金具１はセグメントの接合端面に埋設されることになる。

雌型継手金具２は、前記接合棒４が挿入される挿入孔１０を前端板１４の中央に形成し、雌受けボックスとしての後端開放の円筒形ハウジング１１と、この円筒形ハウジング１１内に収めるものとして、係止部材１２と、板バネ環体１３があり、また、本体部として太径の異径鉄筋による埋設アンカー１５の先端に前記接合棒３の先端の円錐台形のテーパ部８と延設するスカート部が挿入する凹部１６と、外周前端にネジ部１５ａを形成した。円筒形ハウジング１１と埋設アンカー１５とはこのネジ部１５ａを介して螺合する。

前記係止部材１２は、接合棒３の係合凹段部４の幅に対応する厚さ分の鋼製の環体を２分割した２個の半円形体１２ａ、１２ｂによるものである。

板バネ環体１３は前記係止部材１２を内周側へ付勢する正三角形の板バネであり、鋼の帯金により形成し、角部はアールを設けて曲げ形成している。また、板バネ環体１３の大きさは、前記２個の半円形体１２ａ、１２ｂの係止部材１２の外側がこの板バネ環体１３の正三角形の辺の中央に内接し、また、鋼の帯金の幅すなわち、板バネ環体１３の深さは係止部材１２の厚さと同じとした。

さらに、板バネ環体１３の大きさは、前記円筒形ハウジング１１の内周に対してこの板バネ環体１３の正三角形の角部が当接するようなものである。

次に使用法について説明する。まず、組立てであるが、雌型継手金具２では埋設アンカー１５に円筒形ハウジング１１が取り付き、その際、円筒形ハウジング１１内には図１に示すように、係止部材１２と、板バネ環体１３を収める。

図４はその状態を示し、板バネ環体１３は正三角形の角部が当接するように円筒形ハウジング１１に収める。

また、板バネ環体１３内に係止部材１２を正三角形の辺の中央に内接するように収める。

このようにして、雄型継手金具１をセグメントピースのうちの後に組立てる他のセグメント１７の接合端面に、雌型継手金具２を他のセグメント以外の先に組立てたセグメント１８の接合端面にそれぞれ埋設する。この場合、雄型継手金具１のナット部６は蓋体７で囲まれているから、セグメントに埋設されるアンカー筋９に蓋体７を接合することで雄型継手金具１をセグメントに固定しても、コンクリートがナット部６の移動スペースに入り込むことはない。また、ナット部６の移動方向はトンネルなどの構造物の軸線方向に一致させる。

そして、セグメントをピース間で接合する場合、既設のセグメント１８の接合面に後のセグメント１７が接合されていくが、この接合は図７に示すように後のセグメント１７をトンネルなどの構造物の軸線方向と直交する方向（図７の矢印方向）に移動する。

図８に示すように後のセグメント１７に取り付けた雄型継手金具１の接合棒３が既設のセグメント１８に取り付けた雌型継手金具２の筒形ハウジング１１の挿入孔１０に挿入すれば、セグメントピース間が接合される。

このようにすると、この雄型継手金具１の接合棒３の先端部が、雌型継手金具２の円筒形ハウジング１１内に設けられた係止部材１２を図５に示すように押し広げながら挿入され、次いで、図６にも示すように係止部材１２は接合棒３の係合凹段部４に入り込んで、首かせ状のストッパーとして取り付く。該係止部材１２は、厚さもあり、しっかりと接合棒３の係合凹段部４に入り込んで、強固なストッパーとなる。その結果、充分期待させる接合強度が雄型継手金具１と雌型継手金具２との接合に得られる。

以上のようにして雄型継手金具１と雌型継手金具２とが接合されてピース間が接合された状態で、セグメント１７をさらに挿入する。このとき、図９に示すように、雄型継手金具１と雌型継手金具２とは接合されたままの状態にあるが、接合棒３が細長孔５ａ内をスライドすることで、雄型継手金具１と雌型継手金具２との接合部位は定位置を保持したままの状態で移動せず、セグメント１７のみが前進する。

他方、先行して組立てられているセグメント２１のリング間の接合面と、後のセグメント１７のリング間の接合面とに、前記特開２００３−３３６４９７公報に記載された雌型継手金具２と雄型継手金具１とをそれぞれ取り付けておけば、後のセグメント１７をさらに押し込むだけで、リング間の雄型継手金具１と雌型継手金具２とが締結されてセグメントリング間も接合される。

こうして、ピース間が接合された後に、リング間も接合され、セグメントの組立が完了する。

本発明の継手金具の実施形態を示す一部切欠いた側面図である。 本発明の継手金具の実施形態を示す一部切欠いた分解状態の側面図である。 本発明の継手金具の実施形態を示す一部切欠いた分解状態の説明図である。 本発明の継手金具の実施形態を示す円筒形ハウジング内の平面図である。 本発明の継手金具の実施形態で、雄型継手金具と雌型継手金具の接合の第１段階を示す斜視図である。 本発明の継手金具の実施形態で、雄型継手金具と雌型継手金具の接合の第２段階を示す斜視図である。 本発明の継手金具を使用するセグメントピース間およびリング間の接合の第１工程を示す説明図である。 本発明の継手金具を使用するセグメントピース間およびリング間の接合の第２工程を示す説明図である。 本発明の継手金具を使用するセグメントピース間およびリング間の接合の第３工程を示す説明図である。 従来の継手金具を示す分解状態の一部切欠いた側面図である。

符号の説明

１…雄型継手金具 ２…雌型継手金具
３…接合棒 ４…係合凹段部
５…スライド孔付前板 ５ａ…細長孔
６…ナット部 ７…蓋体
８…テーパ部 ９…アンカー筋
１０…挿入孔 １１…円筒形ハウジング
１２…係止部材 １２ａ、１２ｂ…半円形体
１３…板バネ環体 １４…前端板
１５…埋設アンカー １５ａ…ネジ部
１６…凹部 １７…Ｋセグメント
１８…セグメント １９…クリアランス補強座金
２０…埋設雄型ピン ２１…セグメント

Claims (3)

1. 互いに接合させる一方側の部材に設けられ、他方側の部材方向へ延在する接合棒を有する雄型継手金具と、他方側の部材に設けられ、前記雄型継手金具の接合棒が挿入され、この接合棒を係止する雌型継手金具とからなり、前記雄型継手金具の接合棒は、前記一方側の部材に固定されて細長孔を有するスライド孔付前板に、スライド可能に装着されることを特徴とする継手金具。
2. 前記接合棒のスライド孔付前板への装着は、接合棒の基部に取り付けたナット部がスライド孔付前板の背面にスライド自在に組み合わさり、ナット部のスライドスペースを囲むように蓋体をスライド孔付前板に取り付けた請求項１記載の継手金具。
3. 互いに接合させる一方側の部材に設けられ、他方側の部材方向へ延在する接合棒を有する雄型継手金具と、他方側の部材に設けられ、前記雄型継手金具の接合棒が挿入され、この接合棒を係止する雌型継手金具とからなり、前記雄型継手金具の接合棒は、前記一方側の部材に固定されて細長孔を有するスライド孔付前板に、スライド可能に装着される継手金具を用いるセグメントの接合方法であって、既設のセグメントの接合面に雌型継手金具を設け、このセグメントに接合する他のセグメントの接合面にスライド方向をトンネルなどの構造物の軸方向に一致させて雄型継手金具を設け、既設のセグメントに隣接させて他のセグメントを挿入し雄型継手金具の接合棒を雌型継手金具と結合してセグメントピース間を接合した後、他のセグメントをさらにスライドさせて挿入しリング間セグメントを接合することを特徴とするセグメントの接合方法。

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