JP5882017B2 - 継手金具の取付治具 - Google Patents

Description

本発明は、継手面にスライド式の継手金具を備えたコンクリート製のセグメントを型枠で製造する際に、前記継手金具を型枠に取り付けるための取付治具に関する。

従来、コンクリート製のセグメントとセグメントとの連結構造としては、連結板を貫通した連結ボルトと、この連結ボルトに螺合するナットとで両連結板を締め付けたり、継手面にオス・メスのくさびをそれぞれ形成し、一方のくさびをスライドして連結する方法などがある。

上記のようなセグメントとセグメントとの連結構造のうちスライド式の継手では、オス金具とメス金具をセグメントの継手面に対し所定の嵌め合わせ角度とスライド勾配でもって連結する必要がある。そのため、継手金具の嵌め合わせ形状は高い精度をもつことが要求され、かなり高価なものとなりやすい。

このような問題点を解決するものとして、特開平９−２２１９９２号公報の発明（特許文献１）では、連結作業を容易に短時間で行うことができ、しかも両セグメントの連結を確実に行うことのできるセグメントの連結構造として鋼矢板の継手部を再利用し、これをセグメントの連結面の部分に埋設する構成とすることで、継ぎ手部材を安価に供給できるものを提案している。

特開平９−２２１９９２号公報 特開平９−１９５６８９号公報

しかし、鋼矢板の継手部は、長くロールされた鋼矢板を短冊状に切断したものであるため、ロール時の歪みなど他の継手部に比べ形状精度が劣る。したがって、この鋼矢板の継手部を使用した例えばシールドトンネル覆工用セグメントにあっては、実際の利用にあたって継手部を嵌め合わせることができない等の問題が発生する場合もある。

本発明は、セグメント間の連結にスライド式の継手金具を備えたセグメントを型枠で製造する際に、前記継手金具がその嵌め合わせ部において形状にばらつきのある精度が劣る構造のものであっても、継手金具同志の接触部分をセグメントの継手面から所定の位置に設置することで、確実な継手接続が可能とした継手金具の型枠への取付治具を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、セグメント間の継手面に、一方を嵌合部の側方からスライドさせることで互いに嵌合し、かつ嵌合方向以外の方向の抜け出しが拘束される断面ほゞＣ型の嵌合部を有するスライド式の継手金具を備えたコンクリート製のセグメントを型枠で製造する際の前記継手金具を型枠に取り付けるための取付治具であって、前記継手金具の嵌合部に対応し、該嵌合部との間に遊びを有する一方向に延びる嵌合凹部と、側方からスライドさせて前記嵌合凹部内に嵌合した前記継手金具の嵌合部を前記嵌合凹部の底壁部に螺合により取付けた継手押さえボルトの前記底壁部上面から突出する先端部で押圧して、前記嵌合凹部内に前記継手金具の嵌合部を固定する固定手段と、前記継手金具の嵌合部を嵌合凹部内に固定した状態で前記セグメント製造用型枠に取り付ける取付部とをそれぞれ備えたことを特徴とする継手金具の取付治具である。

また、上記の目的を達成するため、本願の請求項２に係る発明は、前記継手押さえボルトを前記各嵌合凹部の底壁部に所定の間隔をおいて２本以上それぞれ取り付けたことを特徴とする継手金具の取付治具とした。

そして、上記の目的を達成するため、本願の請求項３に係る発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明にあって、前記嵌合凹部がセグメントの継手面に対して一方向にスライド勾配を備えてなる構成としたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の取付治具を使用することで、セグメント製造時に、継手金具同士の接触部分をセグメントの継手面から一定の高さに保つことが可能となる。したがって、前記継手金具がその嵌合部において形状にばらつきのある精度が劣る構造のものであっても、継手金具同士の接触部分の位置の誤差は小さいので、２ヶ所あるこれらの接触部分をセグメントの継手面から一定の高さに保つことで、確実な継手接続が可能となる。

また、取付治具の嵌合凹部内に嵌合した継手金具の嵌合部を固定する際には、前記継手押さえボルトの先端部を前記嵌合凹部方向へ螺進せしめれば済み、固定作業が容易で且つ確実に固定することが可能である。そして、請求項２に記載の発明とすることで、各継手押さえボルト先端部の前記底壁部上面からの突出高さを微調整することで前記嵌合凹部内に嵌合した継手金具の嵌合部を任意のスライド勾配に容易に設置することができるとゝもに、継手金具の嵌合部に対する偏った締め付けによる固定を防止することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明、すなわち、前記嵌合凹部がセグメントの継手面に対して一方向にスライド勾配を備えた構成としたことで、この取付治具をセグメント製造用の型枠に取り付けることで、前記スライド式の継手金具の嵌合部に前記嵌合凹部と同じ所定の勾配を付与することができ、設置作業が容易となる。そして、継手金具に所定の勾配を付けることで、セグメントを組み立てる際に、継手同士のスライドによる嵌合によってセグメント同士が引き寄せられ、セグメント間の継手面同士を密着させることができるとゝもに、セグメント間の連結性能も優れたものとなる。

連結する両セグメントの継手面にそれぞれ装着した継手金具の連結状態を示概略断面図である。 本発明に係る第１の実施例の取付治具の斜視図である。 同図の左側面図である。 同図の正面図である。 本発明に係る取付治具に継手金具を装填する工程の斜視図である。 同取付治具に継手金具を固定した状態の正面図である。 継手金具を固定した取付治具をセグメント製造用型枠に装填する工程を示す斜視図である。 継手金具を固定した取付治具をセグメント製造用型枠に固定した状態の断面図である。 本発明に係る第２の実施例の取付治具に継手金具を固定し、これをセグメント製造用型枠に取り付けた状態の縦断面図である。 本発明に係る第３の実施例の取付治具に継手金具を固定し、これをセグメント製造用型枠に取り付けた状態の縦断面図である。

以下、本発明に係る取付治具を、関連する各種の部材との関係を示しながら図面に示す実施例により詳細に説明する。図１乃至図８において、Ａ₁ は本発明に係るスライド式継手金具の取付治具で、Ｂはシールドトンネル覆工用セグメントであり、Ｂ₁ は先組みセグメント、Ｂ₂ は同セグメントＢ₁ に対して円周方向に連結する後組みセグメントである。

Ｃは上記両セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ の接合部の継手面２５，２５に取り付けた断面がほゞＣ形のスライド式の継手金具で、２１Ａは前記セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ の継手面２５から凹部２６ａ内に突出している第１，第２の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂからなる嵌合部、２１Ｂは前記セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ 内に埋設されているアンカー部であり、Ｄは前記セグメントＢの継手面２５に前記スライド式の継手金具Ｃを備えた前記シールドトンネル覆工用セグメントＢを製造する際に使用する型枠である。

本発明に係る前記継手金具Ｃの取付治具Ａ₁ は、前記シールドトンネル覆工用のセグメントＢを前記型枠Ｄを使用して製造する際に、上部面に前記スライド式の継手金具Ｃを固定し、下部を前記型枠Ｄに取り付けるように構成したものである。詳しくは、図１乃至図８に示すように、矩形状の基台１の上部面に、前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａを挿・脱自在で、かつ所望の傾斜角度で固定可能とした嵌合固定部２を、基台１の下面中央部には前記取付治具Ａ₁ を前記型枠Ｄに取り付けるための取付部６をそれぞれ備えている。

前記嵌合固定部２は、前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａに対応し、該嵌合部２１Ａとの間に遊びを有する一方向に延びる平行な嵌合凹部３，４および両嵌合凹部３，４間の離間部５により構成されている。詳しくは、図１及び図８において、前記基台１の前部側には、前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａにあって、その一方の円弧状の先端部２２Ａを右側から挿入することによって嵌合する第１の嵌合凹部３が、後部側には、他方の円弧状の先端部２２Ｂを同じく右側から挿入することによって嵌合する第２の嵌合凹部４が、そして、前記第１と第２の嵌合凹部３，４の中間部には、継手金具Ｃの嵌合部２１Ａにあって、その中央の円弧状凹部２４を同じく右側から挿入することによって嵌合する離間部５をそれぞれ備えている。

７は前記取付治具Ａ₁ の第１と第２の嵌合凹部３，４内にそれぞれ嵌合した前記継手金具Ｃの先端部２２Ａ，２２Ｂを前記嵌合凹部３，４内に固定するための固定手段で、該固定手段７は、前記嵌合凹部３，４の底壁部３Ａ，４Ａに所定の間隔をおいて螺合によって取付けた継手押さえボルト８，８の前記底壁部３Ａ，４Ａ上面から突出する先端部８Ａ，８Ａで嵌合部２１Ａを押し上げ、円弧状の先端部２２Ａの内周面２２ａを前記離間部５の庇部下面５Ａ₁ へ、先端部２２Ｂの外周面２２ｂを前記嵌合凹部４の一方壁を構成している箱抜き部２６の天版部下面２６Ａへ向けそれぞれ押し付けることで、前記継手金具Ｃの先端部２２Ａ，２２Ｂを前記嵌合凹部３，４内に固定する構造としたものである。

前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａは、上記図６及び図７に示すような構造で前記取付治具Ａ₁ の嵌合固定部２に固定される。そして、このような固定状態が保持された図６及び図７に示す状態のままで、シールドトンネル覆工用セグメントＢの製造用型枠Ｄの取り付け位置まで運ばれていき、図８に示すように、前記型枠Ｄに取付部６の部分で固定される。
すなわち、前記継手金具Ｃは、本発明に係る取付治具Ａ₁ を介して型枠Ｄの所定位置に設置し固定されるものであるために、継手金具Ｃの嵌合部２１ＡはセグメントＢの継手面２５に対し一定の嵌め合わせ位置に固定されることになる。

このように、継手金具Ｃは、セグメントＢの成型時において、位置決めが難しく不安定な状態にある先端部の嵌合部２１Ａは、前記型枠Ｄに取付部６で固定した取付治具Ａ₁ の嵌合固定部２に固定された状態にある。そして、この状態を保持したまま、図７に示すように、型枠Ｄに形成した前記取付部６とほゞ同形，同大の貫通縦孔２７内に、基台１の下面が設置部２８と面接するまで落とし込む。

つぎに、型枠Ｄの下面に設けたボックス形の取付部材２９に対し螺合によって貫通せしめた固定ボルト３０を締めつけることで、該固定ボルト３０の上端部３０Ａが螺合した前記取付部６を介して取付治具Ａ₁ を前記型枠Ｄに着脱可能となるように固定する。なお、図中３１は前記型枠Ｄの内面側にあって、前記基台１の設置部に近接して設けたスライド方向の凹部を形成するための抜き中子である。

上記のように、本発明に係る取付治具Ａ₁ は、その嵌合固定部２に継手金具Ｃの嵌合部２１Ａを固定したものをシールドトンネル覆工用セグメントＢの成型用型枠Ｄの取り付け場所まで運び、図６及び図７に示す状態で、取付治具Ａ₁ の取付部６を、基台１の下面が型枠Ｄの設置部２８と面接するまで貫通縦孔２７内に落とし込んで組み立てる。その後、図８に示すように、取付部６において取付治具Ａ₁ を型枠Ｄに固定ボルト３０により固定する。

つぎに、前記型枠Ｄ内にその他必要な配筋を設置しコンクリートを打設する。そして、コンクリート養生後、成型用型枠Ｄに対する取付治具Ａ₁ の固定ボルト３０による固定を解除し、脱型後、継手金具Ｃから取付治具Ａ₁ を前記の挿入方向と逆方向に抜き中子３１により形成した凹部内をスライドさせることで取り外す。取付治具Ａ₁ を継手金具Ｃから取り外すことで、図１に示すように、取付治具Ａ₁ の基台１にあってその箱抜き部２６でセグメントＢに形成された凹部２６ａ内に、継手金具Ｃの第１，第２の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ継手面２５の前記凹部２６ａから突出した状態のセグメントＢができあがる。

このように、成型されたセグメントＢの継手面２５にあって、該継手面２５の凹部２６ａ内から突出している継手金具Ｃの嵌合部２１Ａは一定の嵌め合わせ位置に形成される。
したがって、継手金具Ｃの嵌合部２１Ａがその嵌め合わせ部において形状にばらつきがあったり或いは形状誤差があっても、セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ の継手金具Ｃの嵌合部２１Ａ，２１Ａ同士の嵌め合いは容易であり且つ確実な嵌合が可能となる。すなわち、両継手金具Ｃ，Ｃの２ヶ所の接触部分２２ａー１と２２ｂー１はセグメントＢの継手面２５から所定の位置、詳しくは、図１において、先端部２２Ａの内周面２２ａの接触部分２２ａー１は継手面２５から外側に一定の距離を置いた位置に、他方の先端部２２Ｂの外周面２２ｂの接触部分２２ｂー１は継手面２５から内側に一定の距離を置いた位置にそれぞれ位置している。

また、上記のように、取付治具Ａ₁ の嵌合凹部３，４内にそれぞれ嵌合した前記継手金具Ｃの円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂは、前記嵌合凹部３，４内で固定手段７で固定される際に、継手押さえボルト８，８の先端部８Ａ，８Ａで押し上げられる構成としている。したがって、前記継手押さえボルト８，８の底壁部３Ａ，４Ａ上面からの突出高さを微調整することで、継手金具Ｃの嵌合部２１Ａに一方向に所定のスライド勾配、例えば１／１５〜１／２５のスライド勾配、好ましくは１／２０のスライド勾配を容易に形成することができる。

このように、継手金具Ｃの嵌合部２１Ａが一方向のスライド勾配を備えることで、両セグメントＢ_１，Ｂ₂ をトンネルの円周方向に組み立てる際、先組みセグメントＢ₁ の一対の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂと、後組みセグメントＢ₂ の一対の円弧状先端部２３Ａ，２３Ｂの嵌め合わせ開始時において、継手面２５の凹部２６ａ内に突出している一方の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂの嵌め合わせ部と、凹部２６ｂ内に突出している他方の円弧状先端部２３Ａ，２３Ｂの嵌め合わせ部は、前記型枠Ｄの抜き中子３１で形成した図１における前後方向（トンネル軸方向）に延びる凹部内で、後組みセグメントＢ₂ の円弧状先端部２３Ａ，２３Ｂが先組みセグメントＢ₁ の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂ方向へスライドすることで嵌合する。

そして、前記後組みセグメントＢ₂ の円弧状先端部２３Ａ，２３Ｂが先組みセグメントＢ₁ の円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂとの嵌合の度合いが進んだ嵌め合わせ途中において、嵌合部２１Ａにはそれぞれスライド勾配があるためスムーズな挿入が可能であること、組み立て終了時において、継手金具Ｃの嵌合部２１Ａ，２１Ａ同士の嵌合により両セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ 同士が相対的に引き寄せられ、セグメントＢ₁ ，Ｂ₂ の継手面２５，２５を密着させることができる。

図９に示すものは本発明に係る第２の実施例の取付治具である。この取付治具Ａ₂ は、矩形状の基台５１の左側面部に、前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａを挿・脱自在で、かつ一方向へ所望の傾斜角度で固定可能とした嵌合固定部５２を、また前記基台５１の四隅には固定ボルト９により前記型枠Ｄの固定部１０に固定するための固定ボルト挿入孔１１をそれぞれ備えている。

前記嵌合固定部５２は前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａに対応し、該嵌合部２１Ａとの間に遊びを有する一方向（図９では前後方向）に延びる平行な嵌合凹部５３，５４が、上下に離間して左側面部から突設した高さの異なる２つの逆Ｌ字形の仕切部材５５，５６により形成されている。

詳しくは、図９において、前記基台５１の左側面部には、前記継手金具Ｃの嵌合部２１Ａにあって、その一方の円弧状の先端部２２Ａを前側又は後側から挿入することによって嵌合する第１の嵌合凹部５３が逆Ｌ字形の仕切部材５５により、そして、下側には、他方の円弧状の先端部２２Ｂを同じく前側又は後側から挿入することによって嵌合する第２の嵌合凹部５４が、前記仕切部材５５及びこれより高さの高い逆Ｌ字形の仕切部材５６によりそれぞれ形成されている。

５７は前記継手金具Ｃの円弧状の先端部２２Ａ，２２Ｂを前記第１，第２の嵌合凹部５３，５４内にそれぞれ固定するための固定手段で、前記取付治具Ａ₂ の第１，第２の嵌合凹部５３，５４内にそれぞれ嵌合した前記継手金具Ｃの円弧状の先端部２２Ａ，２２Ｂを、前記嵌合凹部５３，５４の底壁部５３Ａ，５４Ａに所定の間隔をおいて螺合によって取付けた継手押さえボルト５８，５８で抑えて固定するためのものである。

詳しくは、前記嵌合凹部５３，５４の底壁部５３Ａ，５４Ａの上面から突出する継手押さえボルト５８，５８の先端部５８Ａ，５８Ａで、前記継手金具Ｃの円弧状の先端部２２Ａ，２２Ｂの外周面をそれぞれ図中左方向へ押し付ける。これにより、先端部２２Ａにあってはその内周面２２ａが仕切部材５５の庇部下面５５Ａに、他方の先端部２２Ｂにあってはその外周面２２ｂが仕切部材５６の庇部下面５６Ｂにそれぞれ押し付けられ、前記継手金具Ｃの円弧状先端部２２Ａ，２２Ｂの内周面２２ａ，外周面２２ｂは前記嵌合凹部５３，５４内にそれぞれ、セグメントＢの継手面２５から一定の距離に固定される。

ここで、先の図１に示すように、両セグメントＢ_１，Ｂ₂ の組み立て時において、継手金具Ｃ，Ｃ同士の接触部分は、図９における前記庇部下面５５Ａの突起部と当接する先端部２２Ａの内周面２２ａの１ヶ所２２ａー１と、前記庇部下面５６Ｂの突起部と当接する先端部２２Ｂの外周面２２ｂの１ヶ所２２ｂー１の２ヵ所である。継手金具同志のこの２ヵ所の接触部分（コントロールポイント）２２ａー１，２２ｂー１は、形状精度が悪い継手金具同士においてもその位置の誤差は小さい。

従って、２つのコントロールポイント２２ａー１，２２ｂー１がそれぞれセグメントＢの継手面２５から一定の距離であれば、セグメント組立後、両セグメントＢ_１，Ｂ₂ の継手面同士は同一面となるため、継手接続後の余裕を０ｍｍや１ｍｍなど一定に保つことが可能となる。なお、図中Ｄー１はセグメントの継手面２５に位置する型枠Ｄにあって、継手金具Ｃの設置箇所の箱抜き部２６に設けた箱抜き部型枠である。

図１０に示すものは本発明に係る取付治具の第３の実施例である。この取付治具Ａ₃ は前記図９に示す第２の実施例の取付治具Ａ₂ とは以下の点で相違するのみである。すなわち、この第３の実施例に示す取付治具Ａ₃ は、基台５１の仕切部材５６と箱抜き部２６とが一体構造となった点で前記図９に示す取付治具Ａ₂ と相違するのみであり、その他の構成は同じである。したがって、同一部分については同一の符号を付し、構成および作用等に関する詳細な説明は省略する。

Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃ 取付治具
１，５１ 基台
２，５２ 嵌合固定部
３，５３ 第１の嵌合凹部
３Ａ，５３Ａ 同底壁部
４，５４ 第２の嵌合凹部
４Ａ，５４Ａ 同底壁部
５ 離間部
５Ａ 庇部下面
７，５７ 固定手段
８，５８ 継手押さえボルト
８Ａ 同先端部
Ｂ セグメント
Ｃ 継手金具
２１Ａ 嵌合部
２１Ｂ アンカー部
２２Ａ 第１円弧状の先端部
２２ａ 同内周面
２２ａー１ 接触部分
２２Ｂ 第２円弧状の先端部
２２ｂ 同外周面
２２ｂー１ 接触部分
２４ 円弧状の凹部
２５ 継手面
２６ 箱抜き部
２６Ａ 天版部下面
２６ａ・２６ｂ 凹部
２７ 貫通孔
２８ 設置部
２９ 取付部
３０ 固定ボルト
５５・５６ 仕切り部材
５５Ａ，５６Ｂ 庇部下面
Ｄ 型枠
Ｄー１ 箱抜き部型枠

Claims (3)

1. セグメント間の継手面に、一方を嵌合部の側方からスライドさせることで互いに嵌合し、かつ嵌合方向以外の方向の抜け出しが拘束される断面ほゞＣ型の嵌合部を有するスライド式の継手金具を備えたコンクリート製セグメントを型枠で製造する際の前記継手金具を型枠に取り付けるための取付治具であって、前記継手金具の嵌合部に対応し、該嵌合部との間に遊びを有する一方向に延びる嵌合凹部と、側方からスライドさせて前記嵌合凹部内に嵌合した前記継手金具の嵌合部を前記嵌合凹部の底壁部に螺合により取付けた継手押さえボルトの前記底壁部上面から突出する先端部で押圧して、前記嵌合凹部内に前記継手金具の嵌合部を固定する固定手段と、前記継手金具の嵌合部を嵌合凹部内に固定した状態で前記セグメント製造用型枠に取り付ける取付部とをそれぞれ備えたことを特徴とする継手金具の取付治具。
2. 前記継手押さえボルトを、前記各嵌合凹部の底壁部に所定の間隔をおいて２本以上それぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１記載の継手金具の取付治具。
3. 前記各嵌合凹部が、セグメントの継手面に対して一方向にスライド勾配を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の継手金具の取付治具。

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