JP4522670B2

JP4522670B2 - セグメント用継手金物

Info

Publication number: JP4522670B2
Application number: JP2003169025A
Authority: JP
Inventors: 規安山森; 義和木戸; 汎友河内; 秀一矢萩; 育雄藤木; 敬司大石; 豊藤野; 徳彦宇田川; 和実岩田
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; Tokyo Metro Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; Tokyo Metro Co Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP2005002706A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントの継手構造に関するもので、特に、隣接するセグメント間をボルト結合する際に用いられるセグメント用継手金物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来のボルト結合方式の継手金具を備えたセグメント５０の斜視図で、このセグメント５０は円周方向が円弧状に形成されている。上記セグメント５０の円周方向の両端面５０ａ，５０ｂには、ボルトあるいはナットを締結するスペースである締結用空間部５１，５１が形成されており、この締結用空間部５１，５１内に円周方向に隣接するセグメント５０，５０をボルト結合するための継手板５２，５２がそれぞれ設けられている。この継手板５２，５２にはそれぞれボルト孔５２ｓ，５２ｓが形成されており、一方のセグメント５０の締結用空間部５１から継手板５２のボルト孔５２ｓを介してボルトを挿入し、このボルトを他方のセグメント５０の継手板５２にナットにて固定することにより、円周方向に隣接するセグメント５０，５０を結合する。
また、上記セグメント５０の切羽側の側面５０ｃには、図１０（ａ），（ｂ）にも示すように、ピン部材挿入孔５３ｓが形成された継手板５３が配設されており、この継手板５３の両面内面には、リブプレート５４，５４が内側に向かって突設され、このリブプレート５４，５４間に締結用空間部５５が形成されている。また、上記継手板５３の背面側で上記リブプレート５４，５４間には、上記ピン部材挿入孔５３ｓに連通する連通孔５６ｓが形成された平鋼５６が取付けられている。一方、上記セグメント５０の坑口側の側面５０ｄの上記継手板５３に対向する位置には、その先端が上記側面５０ｄから突出する、先端部に袋ネジ５７が設けられたピン部材５８が固設されており、トンネル軸方向に隣接するセグメント５０，５０同士を結合する際には、上記ピン部材５８の先端部を上記ピン部材挿入孔５３ｓ及び連通孔５６ｓに挿入して嵌合させるとともに、上記締結用空間部５５から、ワッシャ５９を介して、上記袋ネジ５７にボルト６０を螺入して締結する。
【０００３】
また、上記継手構造においては、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を確保するため、上記継手板５３側では上記リブプレート５４，５４の外周部にそれぞれ、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜する２本のアンカー材６１，６１、及び、ボルト挿入孔の軸方向に平行に突設された２本のアンカー材６２，６２を配置して、上記継手板５３とリブプレート５４，５４とを補強するとともに、上記ピン部材５８側には、上記ピン部材５８を巻回するＵ字型のアンカー材６３を配置して、上記ピン部材５８を補強するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１０９８９５号公報（第４頁、図１−図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記継手構造においては、継手板５３側を補強するためのアンカー材６１，６１及びアンカー材６２，６２や上記ピン部材５８を補強するＵ字型のアンカー材６３をネジ等で後付けする必要あるため、作業効率が悪かった。そこで、上記継手板５３及びリブプレート５４，５４を一体に構成した継手金物とこの継手金物に取付けられる上記アンカー材６１，６２、あるいは、ピン部材５８とこのピン部材５８に取付けられる上記Ｕ字型のアンカー材６３とを鋳造にて一体に形成することも考えられるが、アンカーの本数が多いことやアンカーの取付構造が複雑なため、鋳物の製作が技術的に困難であるだけでなく、鋳型作製コストが高くなってしまうといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、金物本体とアンカー部材とを一体に鋳造することができるとともに、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を確保することのできるセグメント用継手金具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記継手金物に取付けられるアンカー部材をそれぞれ１本にまとめることにより、継手金物本体とアンカー部材とを一体に鋳造することができるとともに、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性についても十分確保できることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、隣接するセグメント同士を締結するためのセグメント用継手金物であって、セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と、上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、この継手本体に突設された第１及び第２のアンカー部材とを備え、上記第１のアンカー部材は、上記継手本体の外周部背面側から、上記ボルト挿入孔の軸方向に平行な方向に、かつ、ボルト挿入孔の中心線上に沿って上記継手本体の後方に延長するように突設され、上記第２のアンカー部材は、セグメントの接続面に垂直でかつ上記ボルト挿入孔の中心線を含む平面内に配置されて、上記継手本体の外周部から、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜するように突設され、上記継手本体と上記第１及び第２のアンカー部材とが鋳造にて一体に形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセグメント用継手金物において、上記継手本体の先端側に、先端部に袋ネジが設けられたインサート金物の先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔を設けるとともに、上記インサート金物挿入孔の開口部に上記インサート金物の先端部をガイドするためのテーパ部を設けたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のセグメント用継手金物において、上記ボルト挿入孔の内径を上記インサート金物挿入孔の内径よりも小さくしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１及び図２は本発明の一実施の形態を示す図で、各図において、１０は円周方向が円弧状に形成されたセグメント、２１は上記セグメント１０の円周方向の両端面１０ａ，１０ｂに埋設されたインサート部材、２２はボルト締結用切り欠き部、２３は内部にボルト２４が挿入された図示しないシース管が固設されたボルト挿入孔で、円周方向に隣接するセグメント１０，１０同士をボルト結合する際には、上記ボルト締結用切り欠き部２２から上記ボルト２４を上記インサート部材２１に螺着して、上記セグメント１０，１０同士を締結する。
また、３０はセグメント１０の切羽側の側面１０ｃに配設された継手金物、４０は上記セグメント１０の坑口側の側面１０ｄの上記継手金物３０に対向する位置に配設されたインサート金物である。
【００１１】
継手金物３０は、セグメント１０の切羽側の側面１０ｃ側に開口するボルト挿入孔３１ｓが形成された板状のボルト取付部３１、及び、このボルト取付部３１の背面側に設けられた、ボルト３２を締結するための締結用空間部３３が形成された継手本体３４と、この継手本体３４の外周部背面側から上記ボルト挿入孔３１ｓの軸方向に平行に、かつ、上記ボルト挿入孔３１ｓの中心線に沿って上記継手本体３４の後方に延長するように突設された第１のアンカー部材３５と、上記継手本体３４の外周部の中央に、坑道の軸方向に隣接するセグメント１０，１０の接続面となる上記側面１０ｃに対して斜め後方に傾斜するように突設された第２のアンカー部材３６とを備えている。本実施の形態では、上記継手金物３０を製造する際に、上記継手本体３４と上記第１及び第２のアンカー部材３５，３６とをダクタイル鋳造にて一体に鋳造している。
すなわち、本例の継手金物３０は、従来のアンカー材６１，６２に相当する第１及び第２のアンカー部材３５，３６が、継手本体３４の背面側と外周部からそれぞれ１本ずつ突出しているという簡単な構造なので、鋳物の製作技術としても従来の技術で十分対応でき、コスト的にも有利である。また、本発明による継手金物３０の第１のアンカー部材３５は継手本体３４の背面側からボルト挿入孔３１ｓの中心線上後方に突設されており、第２のアンカー部材３６は継手本体３４の外周部から斜め後方に傾斜するように突設されているので、上記第１及び第２のアンカー部材３５，３６をセグメント１０のコンクリート内に深く定着することができる。したがって、アンカー部材をそれぞれ１本にまとめても上記継手金物３０に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができ、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。
【００１２】
また、インサート金物４０は、先端部にセグメント１０の坑口側の側面１０ｄ側に開口する袋ネジ４１が設けられた金物本体４２と、この金物本体４２の外周部の中央に、上記側面１０ｄに対して斜め後方に傾斜するように突設されたアンカー部材４３とを備えている。本例では、上記インサート金物４０についても、上記金物本体４２とアンカー部材４３とをダクタイル鋳造にて一体に鋳造している。本例のインサート金物４０においても、金物本体４２はその後端部が上記袋ネジ４１の軸方向に平行にセグメント１０の内側に向かって延長されており、かつ、アンカー部材４３が金物本体４２の外周部から斜め後方に傾斜するように突設されているので、インサート金物４０に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができる。
トンネル軸方向に隣接するセグメント１０，１０同士を結合する際には、上記継手金物３０の締結用空間部３３から、ワッシャ３７を介して、上記袋ネジ４１にボルト３２を螺入して固定することにより、上記セグメント１０，１０同士を締結する。
【００１３】
このように、本実施の形態では、セグメント１０の切羽側の側面１０ｃに配設される継手金物３０を、ボルト挿入孔３１ｓが形成された板状のボルト取付部３１、及び、このボルト取付部３１の背面側に設けられた、ボルト３２を締結するための締結用空間部３３が形成された継手本体３４と、この継手本体３４のの外周部背面側から上記ボルト挿入孔３１ｓの軸方向に平行に突設された第１のアンカー部材３５と、上記継手本体３４の外周部の中央に、坑道の軸方向に隣接するセグメント１０，１０の接続面となる上記側面１０ｃに対して斜め後方に傾斜するように突設された第２のアンカー部材３６とから構成し、坑口側の側面１０ｄに配設されるインサート金物４０を、袋ネジ４１が設けられた金物本体４２と、この金物本体４２の外周部の中央に斜め後方に傾斜するように突設されたアンカー部材４３とから構成し、継手金物３０の第１及び第２のアンカー部材３５，３６、及び、インサート金物４０のアンカー部材４３をセグメント１０のコンクリート内に深く定着できるようにしたので、継手部に作用する剪断力や引張力に対する剛性を十分確保することができ、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。また、上記第１及び第２のアンカー部材３５，３６、及び、上記アンカー部材４３の構造が簡単であるので、剛性の高い継手金物３０やインサート金物４０を、鋳造にて、容易にかつ安価に製造することができる。
また、継手金物３０の継手本体３４と第１及び第２のアンカー部材３５，３６、及び、インサート金物４０の金物本体４２とアンカー部材４３とは、いずれも、鋳造にて一体に形成されるので、アンカー材の後付け作業が省略でき、作業効率を大幅に向上させることができる。
【００１４】
なお、上記実施の形態では、継手金物３０とインサート金物４０とを用いて隣接するセグメント１０，１０同士を結合する場合について説明したが、継手金物３０のみを用いても隣接するセグメント１０，１０同士を締結することが可能である。すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、継手金物３０，３０同士を、そのボルト挿入孔３１ｓ，３１ｓが連通するように対向させて、一方の継手金物３０の締結用空間部３３から、上記ボルト挿入孔３１ｓ，３１ｓを介してボルト３２を他方の継手金物３０の締結用空間部３３まで通し、しかる後に、上記締結用空間部３３にて、上記ボルト３２にナット４４を螺入して固定することにより隣接するセグメント１０，１０同士を締結する。
上記継手金物３０，３０は、いずれも上記第１及び第２のアンカー部材３５，３６を備えており、上記第１及び第２のアンカー部材３５，３６はそれぞれセグメント１０のコンクリート内に深く定着させることができるので、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を向上させることができる。
また、図４に示すように、本例のインサート金物４０と、従来と同様のボルト孔６５ｓを有する継手板６５とを組み合わせ、上記継手板６５の背面側に設けられた締結用空間部６６から上記インサート金物４０の袋ネジ４１に、ワッシャ３７を介してボルト３２を螺着させるようにしてもよい。上記インサート金物４０のアンカー部材４３は、セグメント１０のコンクリート内に深く定着することができるので、剪断荷重に対するひび割れ抵抗力を大幅に向上させることができる。
【００１５】
また、円周方向に隣接するセグメント１０，１０同士を締結する場合のように、継手部に作用する剪断力や引張力が比較的小さな場合には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記継手金物３０に代えて、第２のアンカー部材３６を省略した継手金物３０Ｒを用いてもよい。また、図６（ａ）に示すように、第２のアンカー部材３６を省略した継手金物３０Ｒとアンカー部材４３を省略したインサート金物４０Ｒとを用いたり、図６（ｂ）に示すように、第２のアンカー部材３６を省略した２つの継手金物３０Ｒ，３０Ｒを用いたりしてセグメント１０，１０同士を締結するようにしてもよい。あるいは、図６（ｃ）に示すように、アンカー部材４３を省略したインサート金物４０Ｒと、従来と同様のボルト孔６５ｓを有する継手板６５とを組み合わせてもよい。これにより、継手金物やインサート金物を更に容易にかつ安価に製造することができる。
また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、先端部をセグメント１０の坑口側の側面１０ｄから突出させたインサート金物４０Ｚと、ボルト挿入孔３１ｓの開口部側に上記インサート金物４０Ｚの先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔３８を設けた継手金物３０Ｚとを用いて隣接するセグメント１０，１０を結合するようにすれば、継手金物３０Ｚとインサート金物４０Ｚとの位置合わせを確実に行うことができ、セグメント１０，１０の組付けを容易にかつ精度よく行うことができる。このとき、上記ボルト挿入孔３１ｓの内径を上記インサート金物挿入孔３８の内径よりも小さく形成することが好ましい。これにより、ボルト取付部３１の剛性を確保することができるとともに、ワッシャ３７としてサイズの小さなものを使用しても十分に支圧面積を確保することができる。
また、上記インサート金物４０Ｚの先端側に、先端側の幅が狭いテーパ部４０Ｔを設けるようにすれば、継手金物３０Ｚとインサート金物４０Ｚとの位置合わせ精度を向上させることができる。更に、上記インサート金物挿入孔３８の開口部に、上記インサート金物４０Ｚのテーパ部４０Ｔをガイドするためのテーパ部３８Ｔを設けるようにすれば、継手金物３０Ｚとインサート金物４０Ｚとの位置合わせ精度を更に向上させることができる。
【００１６】
また、上記例では、軸方向に隣接するセグメント１０，１０同士を締結する場合について説明したが、本例の継手金物３０（あるいは、継手金物３０Ｒ，３０Ｚ）とインサート金物４０（あるいは、インサート金物４０Ｒ，４０Ｚ）とを用いたり、２個の継手金物３０，３０を用いたりして、円周方向に隣接するセグメント１０，１０同士を締結することも可能であるが、図８（ａ），（ｂ）に示すように、軸方向に隣接するセグメント１０，１０同士を締結する場合には、上記継手金物３０Ｚとインサート金物４０Ｚ、あるいは、２個の継手金物３０Ｚ，３０Ｚを用い、円周方向に隣接するセグメント１０，１０同士を締結する場合には、上記継手金物３０Ｒとインサート金物４０Ｒ、あるいは、２個の継手金物３０Ｒ，３０Ｒを用いることが好ましい。
また、上記インサート金物４０と従来と同様のボルト孔６５ｓを有する継手板６５とを組み合わせても、軸方向だけでなく、円周方向に隣接するセグメント１０，１０同士を結合できることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、隣接するセグメント同士を締結するセグメント用継手金物を、セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、この継手本体の外周部背面側から上記ボルト挿入孔の軸方向に平行に突設されたアンカー部材とを鋳造にて一体に形成したので、剛性の高い継手金物を容易にかつ安価に得ることができる。
また、本発明のセグメント用継手金物は金物本体とアンカー部材を鋳造にて一体に形成されるので、アンカー材の後付け作業が省略でき、作業効率を大幅に向上させることができる。
また、上記継手本体の外周部に、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜する第２のアンカー部材を設けるとともに、上記継手本体と上記アンカー部材及び上記第２のアンカー部材とを鋳造にて一体に形成することにより、更に剛性が高い継手金物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るセグメントの継手構造を示す図である。
【図３】本発明による継手構造の他の例を示す図である。
【図４】本発明による継手構造の他の例を示す図である。
【図５】本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図６】本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図７】本発明によるセグメント用継手金物の他の構成を示す図である。
【図８】本発明のセグメント用継手金物を用いたセグメントの結合方法の一例を示す図である。
【図９】従来のセグメントの接続方法を示す図である。
【図１０】従来の継手構造を示す図である。
【符号の説明】
１０セグメント、２１インサート部材、２２ボルト締結用切り欠き部、
２３ボルト挿入孔、２４ボルト、
３０継手金物、３１ボルト取付部、３１ｓボルト挿入孔、３２ボルト、
３３締結用空間部、３４継手本体、３５第１のアンカー部材、
３６第２のアンカー部材、３７ワッシャ、３８インサート金物挿入孔、
４０インサート金物、４１袋ネジ、４２金物本体、４３アンカー部材。

Claims

隣接するセグメント同士を締結するためのセグメント用継手金物であって、
セグメントの側面に開口するボルト挿入孔が形成されたボルト取付部と、上記ボルト挿入孔の背面側に設けられた締結用空間部とを有する継手本体と、
この継手本体に突設された第１及び第２のアンカー部材とを備え、
上記第１のアンカー部材は、上記継手本体の外周部背面側から、上記ボルト挿入孔の軸方向に平行な方向に、かつ、ボルト挿入孔の中心線上に沿って上記継手本体の後方に延長するように突設され、
上記第２のアンカー部材は、セグメントの接続面に垂直でかつ上記ボルト挿入孔の中心線を含む平面内に配置されて、上記継手本体の外周部から、セグメントの接続面に対して斜め後方に傾斜するように突設され、上記継手本体と上記第１及び第２のアンカー部材とが鋳造にて一体に形成されていることを特徴とするセグメント用継手金物。
上記継手本体の先端側に、先端部に袋ネジが設けられたインサート金物の先端部を挿入するためのインサート金物挿入孔を設けるとともに、上記インサート金物挿入孔の開口部に上記インサート金物の先端部をガイドするためのテーパ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のセグメント用継手金物。
上記ボルト挿入孔の内径を上記インサート金物挿入孔の内径よりも小さくしたことを特徴とする請求項２に記載のセグメント用継手金物。