JP5910962B2 - Segment joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルの内部覆工に用いられるセグメント間を連結するセグメントの継手構造に関する。 The present invention relates to a joint structure for segments that connect segments used for inner lining of a tunnel.
シールド工法よるトンネル構築においては、シールド掘削機の後方側で掘削孔の内周面に沿って円弧版状のセグメントを周方向に連結してセグメントリングを組み立て、このセグメントリングをシールド掘削機の進行に合わせて順次トンネル軸方向に連設することによりトンネル内に覆工がなされている。 In tunnel construction by the shield method, a segment ring is assembled by connecting arc-shaped segments in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the excavation hole on the rear side of the shield excavator, and this segment ring is advanced by the shield excavator. The tunnel is lined up by connecting the tunnels in the direction of the tunnel axis.
従来、各セグメントのリング周方向接合部間を接合するセグメント継手は、ボルトにより接合する構造が一般的であったが、その他の接合構造として例えばコーンコネクタを用いた継手構造やコッター形式の継手構造が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, the segment joint that joins between the ring circumferential joints of each segment has been generally joined by bolts, but other joint structures such as a joint structure using a cone connector or a cotter type joint structure Is known (for example, Patent Document 1).
このようなコーンコネクタを用いた継手構造やコッター形式の継手構造では、一方のセグメントのリング周方向接合部端面より突出させた雄側継手部材と、他方の接合部端面に開口した凹部内に配置された雌側継手部材とを備え、雄側継手部材を凹部内に挿入し、セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させることにより、雄雌側両継手部材を互いに係合させて両セグメント間を接合させるようになっている。 In such a joint structure using a cone connector or a cotter-type joint structure, the male side joint member protruded from the ring circumferential direction joint end face of one segment and the recess opened in the other joint end face The male joint member is inserted into the recess, and the segments are slid relative to each other in the ring axial direction so that the male and female joint members are engaged with each other. It is designed to be joined.
雄型継手部材は、セグメントスライド方向に縮径側を向けた円錐台形状の雄側嵌合部と、一端側に雄側嵌合部を支持し、他端側がセグメントに固定された支持部とを備え、雌型継手部材は、セグメントスライド方向に向けて内径が順次縮径する円錐台形状の嵌合孔を有する雌側嵌合部を備え、セグメントのスライド移動に伴って、雄側嵌合部が嵌合孔に挿入され、雄側嵌合部が雌側嵌合部に楔状に嵌合されることにより両継手部材が係合され、それにより両セグメントが接合されるようになっている。 The male joint member includes a frustoconical male fitting portion facing the reduced diameter side in the segment sliding direction, a male fitting portion that supports the male fitting portion on one end side, and a support portion that is fixed to the segment on the other end side. The female joint member is provided with a female side fitting portion having a frustoconical fitting hole whose inner diameter is gradually reduced in the segment sliding direction, and the male side fitting is performed as the segment slides. Part is inserted into the fitting hole, and the male side fitting part is fitted to the female side fitting part in a wedge shape so that both joint members are engaged, whereby both segments are joined. .
しかしながら、上述の如き従来の継手構造では、両継手部材間の締結力を互いに円錐台形状に形成された雄側嵌合部と嵌合孔との嵌合により得るため、継手部材の製作に高い精度が要求され、セグメントに対する各継手部材の設置位置も正確に決定しなければならず、その為、セグメントの製作コストが嵩むとう問題があり、また、両セグメントのリング周方向の接合強度は、雄側嵌合部と雌側嵌合部との嵌合強度に依存するため、両嵌合部の形状が大型化し、重量が嵩むという問題があった。 However, in the conventional joint structure as described above, since the fastening force between the two joint members is obtained by fitting the male side fitting portion and the fitting hole formed in a truncated cone shape, it is high in manufacturing the joint member. Accuracy is required, and the installation position of each joint member with respect to the segment must be accurately determined.Therefore, there is a problem that the production cost of the segment increases, and the joint strength in the ring circumferential direction of both segments is Since it depends on the fitting strength between the male-side fitting portion and the female-side fitting portion, there is a problem that the shape of both fitting portions becomes large and the weight increases.
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、雄雌側両継手部材を小型軽量化し、コストの低減を図ることができるセグメントの継手構造の提供を目的としてなされたものである。 Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention has been made for the purpose of providing a joint structure of a segment that can reduce the size and weight of both male and female joint members and reduce costs.
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、リング周方向で接合されて円環状のセグメントリングを構成する各セグメント間にあって、一方のセグメントの接合部端面よりリング周方向側に突出させた雄側嵌合部を有する雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部端面に開口させた凹部内に配置された雌側嵌合部を有する雌側継手部材とを備え、前記雄側嵌合部を前記凹部に挿入し、且つ前記両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させて前記雄側嵌合部を前記雌側嵌合部と互いに嵌合させることにより前記セグメント間が接合されるようにしたセグメントの継手構造において、前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備え、前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備え、雄側の前記係止歯及び雌側の前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置され、且つ、前記嵌合溝の内側面部には、前記雌側係止歯が平坦部を隔てて互いに平行に並べた配置に形成されてなるガイド溝を備え、該ガイド溝に前記雄側係止歯が挿入されるようにしていることにある。
The feature of the invention according to
本発明に係るセグメントの継手構造は、上述したように、リング周方向で接合されて円環状のセグメントリングを構成する各セグメント間にあって、一方のセグメントの接合部端面よりリング周方向側に突出させた雄側嵌合部を有する雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部端面に開口させた凹部内に配置された雌側嵌合部を有する雌側継手部材とを備え、前記雄側嵌合部を前記凹部に挿入し、且つ前記両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させて前記雄側嵌合部を前記雌側嵌合部と互いに嵌合させることにより前記セグメント間が接合されるようにしたセグメントの継手構造において、前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備えたことにより、セグメント厚み方向の位置合わせを容易に行うことができる。 As described above, the segment joint structure according to the present invention is located between the segments that are joined in the ring circumferential direction to form an annular segment ring, and protrudes toward the ring circumferential direction side from the joint end face of one segment. A male side fitting member having a male side fitting part, and a female side fitting member having a female side fitting part arranged in a recess opened in the joint end surface of the other segment. The joint is inserted into the recess, and the segments are joined by sliding the two segments relative to each other in the ring axis direction and fitting the male side fitting part with the female side fitting part. In the joint structure of a segment, the male side fitting portion has a trapezoidal section in which one or both of the upper and lower outer surface portions are inclined so as to decrease in thickness as it advances in the segment sliding direction. And the upper and lower inner side surfaces facing each other are inclined so as to approach each other in the segment slide direction so that the male side fitting portion is fitted in a wedge shape in the female side fitting portion. By providing the grooves, alignment in the segment thickness direction can be easily performed.
また、本発明において、前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備えたことにより、リング周方向の抜け止め強度を複数の係止歯に分散させることができるので、小型化が可能となり、また、雄雌側両継手部材の加工に高い精度を必要としないのでコストの低減を図ることができる。 Further, in the present invention, the outer side surface portion of the male side fitting portion and the inner side surface portion of the fitting groove are engaged with each other to restrict the movement of the male and female side joint members in the ring circumferential direction. Since the teeth are provided in a saw blade shape, the retaining strength in the circumferential direction of the ring can be distributed to a plurality of locking teeth, which makes it possible to reduce the size and is high for processing both male and female joint members. Since accuracy is not required, cost can be reduced.
更に本名発明において、前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置されてなることにより、両セグメントをリング軸方向に相対的にスライド移動させることにより両継手部材にガイドされて両セグメントの接合端面同士を容易に突き合わせることができる。 Further, in the present invention, the locking teeth are arranged by tilting the segment slide direction side toward the female joint member side, so that both the segments are slid relative to each other in the ring axial direction, so that both the joint members can be moved. The joint end surfaces of both segments can be easily abutted by being guided.
次に、本発明に係るセグメントの継手構造の実施の態様を図1〜図5に示す実施例に基づいて説明する。尚、図中符号1はコンクリートにより円弧版状に形成されたセグメントであって、複数のセグメント1,1...をリング周方向で互いに対向する接合部端面2a,2bを互いに突き合わせて連結することにより円環状のセグメントリングが組み立てられるようになっている。
Next, an embodiment of the joint structure of a segment according to the present invention will be described based on the examples shown in FIGS. In the figure,
この各セグメント1,1間を接合する継手構造は、一方のセグメント1の接合部端面2aよりリング周方向に向けて突出した雄側継手部材3と、他方側のセグメント1の接合部端面2bに開口した凹部4内に配置された雌側継手部材5とを備え、雄側継手部材3を凹部4内に挿入して両接合部端面2a,2bを互いに突き合わせた状態とし、その状態で両セグメント1,1をリング軸方向に相対的にスライド移動させて雄側継手部材3と雌側継手部材5とを互いに係合させ、それによりセグメント1,1を接合するようになっている。
The joint structure for joining the
雄側継手部材3は、図3に示すように、平版状のアンカープレート部10と、アンカープレート部10表面より鉛直方向に立ち上げた形状の雄側継手部材本体部11とを一体に備えてダクタイル鋳鉄をもって鋳造され、アンカープレート部10側がセグメント1の周方向端部に埋設され、先端側がセグメント1の接合部端面2aよりリング周方向に向けて突出している。
As shown in FIG. 3, the male
尚、図中符号10aはセグメント1内に埋設された鉄筋であって、この鉄筋10aは、接合強度等を考慮した上で必要に応じてアンカープレート部10に溶接等によって連結するようになっている。
In the figure,
雄側継手部材本体部11は、アンカープレート部10の中央より立ち上げた形状の支持部12のリング周方向先端側に連続して雄側嵌合部13を一体に備えたプレート状に形成され、そのプレート幅方向がリング軸方向に向けられている。
The male joint member
雄側嵌合部13は、図3(c)に示すように、上下の外側面部14,14の一方又は両方がセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成され、且つ上下両外側面部14,14には、複数の雄側係止歯15,15がリング周方向に向けた鋸刃状に配置されている。
As shown in FIG. 3 (c), the
各雄側係止歯15,15は、表面をアンカープレート部10側に向けた係止面部15aと、雌側継手部材5側になだらかに傾斜した傾斜面部14bとをもって断面三角状に形成され、且つこの三角状断面が外側面の傾斜に沿って且つセグメントスライド方向側が雌側継手部材側に近づくように傾けた直線方向で連続するような形状に形成されている。
Each male
また、各雄側係止歯15,15は、互いに平行且つ傾斜面部15bの先端より係止面部15aが立ち上がるように連続した配置に形成され、プレート幅方向に対し斜めに傾いた配置に鋸刃状をなしている。
In addition, the
一方、雌側継手部材5は、図4に示すように、セグメント内に埋設されるアンカープレート部20と、アンカープレート部20の表面より鉛直に立ち上げた形状の支持部21に支持させた雌側嵌合部22とを備えてダクタイル鋳鉄により鋳造され、雌側嵌合部22がセグメント1の接合端部に形成された凹部4内のセグメントスライド方向側に片寄せて、且つ端面部22aがセグメント1の接合端面2bに露出するように配置されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the female-
尚、図中符号20aはセグメント1内に埋設された鉄筋であって、この鉄筋20aは、接合強度等を考慮した上で必要に応じてアンカープレート部20に溶接等により連結するようにしている。
In the figure,
雌側嵌合部22には、リング軸方向の両端面に開放し、且つ互いに対向する上下の内側面部23,23がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる矩形溝状の嵌合溝24を備え、この嵌合溝24のリング周方向の一端24aが端面部22aに開放されている。
The female-
尚、この嵌合溝24は、リング軸方向の奥行が雄側嵌合部13のリング軸方向幅よりも長く、且つ内側面部23,23の傾斜角度が雄側嵌合部外側面部の傾斜角と同じとなるように形成され、更に、雄側嵌合部13が挿入された際にリング軸方向の略中央位置において雄側嵌合部13が楔状に嵌合されるように形成されている。
The
嵌合溝24の上下の内側面部23,23には、複数の雌側係止歯25,25...が鋸刃状配置に並べて形成され、各雌側係止歯25,25が雄側係止歯15,15と互いに係合することにより雌側継手部材に対する雄側継手部材のリング周方向の移動を規制するようになっている。
A plurality of
雌側係止歯25は、表面をアンカープレート部20側に向けた係止面部25aと、雄側継手部材5側になだらかに傾斜した傾斜面部25bとからなる断面三角状に形成され、且つこの三角状断面が内側面24の傾斜に沿って且つセグメントスライド方向側がアンカープレート部20側に近づくように傾斜した直線方向に連続するような形状に形成されている。
The female-
また、各雌側係止歯25は、平坦部26を隔てて互いに平行に並べた配置に形成され、各雌側係止歯25,25間に雄側係止歯15が挿入されるガイド溝27,27...が形成されている。
Each female
このように構成されたセグメントの継手構造によりリング周方向で隣り合うセグメント1,1間を接合するには、まず、凹部4内に雄側継ぎ手部材3の雄側嵌合部13を挿入し、リング周方向で互いに隣り合うセグメントの接合部端面2a,2b同士を突合せ配置とする。
In order to join the
次に、セグメント1、1をリング軸方向に向けて相対的にスライド移動させ、このスライド移動に連動して雄側嵌合部13を雌側嵌合部22の嵌合溝24内に挿入するとともに、各雄側係止歯15,15をガイド溝27,27内に挿入する。
Next, the
このリング軸方向のスライド開始位置においては、図5(a)に示すように、雄側嵌合部13のスライド方向側端部と嵌合溝24入口側の内側面部との間に隙間が生じ、それにより正確な位置決めをせずともガイド溝27内、即ち雌側係止歯25,25間に雄側係止歯15,15を余裕を持たせて挿入することができる。
At the slide start position in the ring axis direction, as shown in FIG. 5A, a gap is formed between the end portion on the sliding direction side of the male side
そして、雄側嵌合部13の外側面部14,14を嵌合溝24内側面部23,23に誘導させるとともに、各雄側係止歯15,15をガイド溝27,27にガイドさせつつ両セグメント1,1を相対的にスライド移動させることにより、互いに対向する雄側嵌合部13の外側面と嵌合溝24の内側面23,23とがスライド方向に進むにつれて接近し、所定の位置、即ち、嵌合溝24のリング軸方向のほぼ中央部分において雄側嵌合部13が嵌合溝24内に楔状に嵌り込み、且つ、スライド方向に進むにつれて雌側継手部材5側に傾くように配置された雄雌側両係止歯15,25に誘導されて互いに対向する接合端面2a,2b部同士が接近して所定の位置において圧接されてリング周方向の位置決めがなされる。
The outer side surfaces 14 and 14 of the male side
この雄側嵌合部13が嵌合溝24の中央部分において楔状に嵌り込んだ状態においては、図5(b)に示すように、雄側係止歯15,15の係止面部15aと雌側係止歯25の係止面部25aとが互いに圧接されるように係合し、それにより雄雌側両継手部材3,5間のリング周方向の移動が規制されるとともに、両継手部材3,5間に作用するリング周方向の力が各係止歯15,25に分散される。
In a state where the male side
1 セグメント
2 接合端面
3 雄側継手部材
4 凹部
5 雌側継手部材
10 アンカープレート部
11 雄側継手本体部
12 支持部
13 雄側嵌合部
14 外側面部
15 雄側係止歯
20 アンカープレート部
21 支持部
22 雌側嵌合部
23 内側面部
24 嵌合溝
25 雌側係止歯
26 平坦部
27 ガイド溝
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記雄側嵌合部を上下の外側面部の一方又は両方をセグメントスライド方向に進むにつれ厚みが減ずるように傾斜させてなる断面台形状に形成するとともに、前記雌側嵌合部に前記雄側嵌合部が楔状に嵌め込まれるように互いに対向する上下の内側面部がセグメントスライド方向に進むにつれて互いに近接するように傾斜してなる嵌合溝を備え、
前記雄側嵌合部の外側面部及び嵌合溝の内側面部には、それぞれ互いに係合して雄雌側両継手部材のリング周方向の移動を規制する複数の係止歯を鋸刃状に備え、
雄側の前記係止歯及び雌側の前記係止歯は、セグメントスライド方向側を雌側継手部材側に傾けて配置され、
且つ、前記嵌合溝の内側面部には、前記雌側係止歯が平坦部を隔てて互いに平行に並べた配置に形成されてなるガイド溝を備え、該ガイド溝に前記雄側係止歯が挿入されるようにしていることを特徴としてなるセグメントの継手構造。 A male joint member having a male side fitting portion between the segments that are joined in the circumferential direction of the ring to form an annular segment ring and projecting from the joint end face of one segment toward the circumferential side of the ring; A female-side joint member having a female-side fitting portion disposed in a concave portion opened in the joint end surface of the segment, the male-side fitting portion being inserted into the concave portion, and the two segments being a ring In the joint structure of the segments, the segments are joined together by sliding relative to each other in the axial direction and fitting the male side fitting portion with the female side fitting portion.
The male side fitting portion is formed in a trapezoidal cross-sectional shape in which one or both of the upper and lower outer side surface portions are inclined so as to decrease in thickness as it advances in the segment slide direction, and the male side fitting portion is provided with the male side fitting portion. The upper and lower inner side surface portions facing each other so as to be fitted in a wedge shape are provided with fitting grooves that are inclined so as to approach each other as they advance in the segment slide direction,
A plurality of locking teeth that engage with each other and restrict movement of the male and female joint members in the ring circumferential direction are saw-toothed on the outer side surface portion of the male side fitting portion and the inner side surface portion of the fitting groove. Prepared,
The male side locking teeth and the female side locking teeth are arranged with the segment slide direction side inclined toward the female joint member side,
In addition, a guide groove is formed on the inner side surface portion of the fitting groove in which the female side locking teeth are arranged in parallel with each other across a flat portion, and the male side locking teeth are provided in the guide groove. A segment joint structure characterized in that is inserted .
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