JP6333645B2 - 構造物用伸縮継手及び可撓セグメント - Google Patents

Description

本発明は構造物用伸縮継手及び可撓セグメントに係り、特にトンネル等の円筒状穴に敷設されるリング状のセグメントとリング状の相手部との間の目地部に配設される構造物用伸縮継手及び可撓セグメントに関する。

シールド工法等においては、トンネル推進器で掘削しながら掘削したトンネルが崩れないようにするために、セグメントピースを周方向に接続して一体化することで１リング分のセグメントを形成しトンネルの内周面を覆い、さらにセグメントをトンネルの軸方向に連設することが行われる。トンネルの始点部や終点部には通常、建屋等の構造物が設置され、この構造物と始点部あるいは終点部のセグメントとの間に形成される目地部には、振動等の影響を遮断するために構造物用伸縮継手が配設される。また、硬い地層と軟弱な地層との境界部や、道路の下部に位置して大型車等の通行によって地盤沈下のおそれのある領域においては、連設されるセグメントとセグメントとの間に形成される目地部に構造物用伸縮継手が配設されることもある。

また、コンクリート等で構築されるコンクリート構造物である水路や共同溝等の地中に構築される暗渠などのつなぎ部である目地部には、内外を止水することが行われる。この場合、両側のコンクリート構造物が不均一に沈下したりあるいは地震等の影響により、目地部を挟んだ両側のコンクリート構造物の間の間隔がずれたりするが、これらのずれを許容するように可撓性のある構造物用伸縮継手手が採用されている。

従来、リング状のセグメントとリング状の相手部との間の目地部に配設される構造物用伸縮継手は次のように構成されていた。

すなわち、従来においては、セグメントは通常数メートルという大きな直径を有するために、伸縮部の押し部の周方向の全体に渡って被せられる当接部は複数の円弧状のユニットに分割され、それらの複数の円弧状ユニットを繋ぎ組み合わせて当接部に被され固定されていた。

特開２０１２−２２５０３７号公報 特開２００１−１９３３９１号公報

当接部は複数の円弧状のユニットに分割されていたために、セグメントの大きさが異なると円弧状ユニットの弧の大きさが異なり、このために、対象とするセグメントの大きさが異なる毎に対応する円弧状ユニットを準備する必要があり、当接部の部品の共通化を図ることができないという問題があった。

そこで、本願発明は上記従来技術の有する問題を解消し、セグメントの大きさが異なっても当接部の部品の共通化を図ることが可能な構造物用伸縮継手及び可撓セグメントを提供することである。

上記課題を解決するために、本願発明に係る構造物用伸縮継手は、円筒状穴に敷設されるリング状のセグメントと前記セグメントに対向するセグメントあるいは構造物であるリング状の相手部との間の目地部に配設される構造物用伸縮継手であって、前記目地部に跨って配設され、前記セグメントと前記相手部に押し付けられるブロック状の押し部を両側に有するリング状の可撓性材の伸縮部と、前記押し部の周方向に渡って被せられる当接部と、前記押し部が前記セグメントと前記相手部に対して押し付けられるように前記当接部を、前記セグメントと前記相手部に対して前記当接部の周方向に間隔を置いて複数箇所に押し付け固定するための複数の固定ユニットと、を備え、前記当接部は、前記押し部の周方向に沿って多角形的に配設される直線長手状に形成された複数の当接部ユニットを有することを特徴とする。

また、前記固定ユニットは、互いに隣接する前記当接部ユニットの隣接位置で前記当接部ユニットを押し付け固定することを特徴とする。

また、前記固定ユニットは、前記当接部に被せられる当圧部と、前記当圧部を前記セグメントと前記相手部に押し取り付けるためのボルトナットとを有し、前記当圧部は前記押し部の内側に位置する短脚と前記押し部の外側に位置する長脚を有し、前記ボルトナットは、前記押し部の外側であって前記長脚の内側の位置において、前記長脚の下端部を支点として前記当圧部を前記セグメントと前記相手部に押し取り付け可能であることを特徴とする。

また、前記当圧部は前記当接部ユニットの角部を係止するための角当て部を有し、前記当接部ユニットは隣接する前記角当て部と前記角当て部とによって前記押し部の周方向に沿って位置決めされることを特徴とする。

また、前記当圧部は前記当接部ユニットの下端部を係止するための下受け部を有し、前記当接部ユニットは隣接する前記下受け部と前記下受け部とによって支持されることを特徴とする。

また、前記当圧部は一対の立設された壁部を有し、前記一対の壁部は、前記ボルトナットのナットを回り止めする間隔を有することを特徴とする。

また、前記当接部ユニットは、断面コの字状に形成されていることを特徴とする。

また、本願発明に係る可撓セグメントは、少なくとも２個のリング状のセグメントと、対向する前記セグメントの間の隙間に配設される構造物用伸縮継手とを備える円筒状穴に敷設される可撓セグメントであって、構造物用伸縮継手は、前記隙間に跨って配設され、対向する前記セグメントの各々に押し付けられるブロック状の押し部を両側に有するリング状の可撓性材の伸縮部と、前記押し部の周方向に渡って被せられる当接部と、前記押し部が対向する前記セグメントの各々に対して押し付けられるように前記当接部を、対向する前記セグメントの各々に対して前記当接部の周方向に間隔を置いて複数箇所に押し付け固定するための複数の固定ユニットと、を備え、前記当接部は、前記押し部の周方向に沿って多角形的に配設される直線長手状に形成された複数の当接部ユニットを有することを特徴とする。

本願発明の構成によれば、当接部は、押し部の周方向に沿って多角形的に配設される直線長手状に形成された複数の当接部ユニットを有するので、対象とするセグメントと相手部の大きさが異なる場合においても共通の当接部ユニットを用い多角形を形成するようにすることにより、対象とするセグメント等の大きさが異なる毎に対応する円弧状ユニットを準備する必要をなくすることができる。

また、固定ユニットは、互いに隣接する当接部ユニットの隣接位置で当接部ユニットを押し付け固定するので、固定ユニットは互いに隣接する当接部ユニットを相互に位置決めしつつ効率的に固定することができる。

また、当圧部は押し部の内側に位置する短脚と押し部の外側に位置する長脚を有し、ボルトナットは、押し部の外側であって長脚の内側の位置において、長脚の下端部を支点として当圧部をセグメント等に押し取り付け可能であるので、ボルトナットによる締め付け度合を調整することによってボルトナットによる締め付け力を所望の大きさに簡易に調整することが可能になる。

また、当圧部は角当て部や下受け部を有するので、当接部ユニットを押し部の周方向に沿って容易に位置決めすることが可能になる。

また、当圧部は一対の立設された壁部を有するので、ボルトナットのナットを回り止めし、ボルトナットによって当圧部を容易に締め付けることが可能になる。

また、可撓セグメントは構造物用伸縮継手によって可撓的に連結された少なくとも２個のリング状のセグメントを備えるので、単一のセグメントの幅を越えた長さ幅の領域に簡易に利用することができ、例えばシールド工法等において振動衝撃が大きく可撓性の要求される領域において耐衝撃性を得ることが可能になる。

本願発明に係る構造物用伸縮継手の一実施形態を示す断面図。 図１のＡ−Ａから見た図。 構造物用伸縮継手の全体の外観を示す斜視図。 当接部ユニットを示す側面図（ａ）と断面図（ｂ）。 伸縮部に当接部ユニットと当圧部とを組み付けることを示す図。 当圧部とボルトナットを示す斜視図。 当圧部を示す正面図。 当圧部を示す側面図。 当圧部を示す背面図。 当圧部を示す横断面図。 当圧部を示す縦断面図。

図面を参照して本願発明に係る構造物用伸縮継手の実施の形態について説明する。図１はリング状に形成された構造物用伸縮継手１のリング断面を示す。図２は図１のＡ−Ａから見た図である。図３は全体の外観を示す。

構造物用伸縮継手１は、トンネル等の円筒状穴に敷設されるリング状のセグメント２とセグメント２に対向する第２のセグメントあるいは建屋等の構造物であるリング状の相手部３との間の目地部４に配設される。ここでは、相手部３として、第２のセグメントを想定する。

図１に示すように、セグメント２は、内部で取り付け作業が可能な円筒リング状のセグメント取付部２ａと、セグメント本体２ｂとからなり、セグメント取付部２ａは内側リング部２ａａと外側リング部２ａｂを有する。同様に、相手部３は、内部で取り付け作業が可能な相手部取付部３ａと相手部本体３ｂとからなり、相手部取付部３ａは内側リング部３ａａと外側リング部３ａｂを有する。セグメント取付部２ａは、外側リング部２ａｂにおいて例えばアンカーボルト２ｃによってセグメント本体２ｂに取り付けられている。相手部取付部３aは、外側リング部３ａｂにおいてアンカーボルト３ｃによって相手部本体３ｂに取り付けられている。構造物用伸縮継手１は、セグメント取付部２ａの内側リング部２ａａと相手部取付部３ａの内側リング部３ａａとの間に配設される。

構造物用伸縮継手１は、目地部４に跨って配設され、セグメント２と相手部３に押し付けられるブロック状の押し部５を両側に有するリング状の可撓性材の伸縮部６と、押し部５の周方向の全体に渡って被せられる当接部７と、押し部５がセグメント２と相手部３に対して押し付けられるように当接部７を、セグメント２と相手部３に対して当接部７の周方向に間隔を置いて複数箇所に押し付け固定するための複数の固定ユニット８と、を備えている。

伸縮部６の両側の押し部５の間には断面波状部が形成されており、セグメント２と相手部３との間隔が変化した場合にこの波状部が伸縮することによって伸縮部６は伸縮可能に対応することができる。伸縮部６の内部には補強布６ａがシート状に埋設されている。押し部５の端面には突起５ａが形成されており、押し部５が押し付けられたときに内側リング部２ａａ及び内側リング部３ａａの表面に対して確実に密閉性が確保されるようになっている。

当接部７は、直線長手状に形成された複数の当接部ユニット９を有し、複数の当接部ユニット９は、押し部５の周方向に沿って連続的に配設され、多角形を形成するように配設されている。

固定ユニット８は、各々の当接部ユニット９を押し付け固定する。本実施の形態では、固定ユニット８は、互いに隣接する当接部ユニット９の隣接位置で当接部ユニット９を押し付け固定する。これによって、互いに隣接する当接部ユニット９が多角形を形成する角度が安定して固定保持することができる。なお、固定ユニット８は、互いに隣接する当接部ユニット９の隣接位置で当接部ユニット９を押し付け固定する代わりに、個々の当接部ユニット９の中央部にて押し付け固定することも可能である。図４に示すように、当接部ユニット９は直線長手状に形成され、断面がコの字状を有する。

固定ユニット８は、当接部ユニット９に被せられる当圧部１０と、当圧部１０をセグメント２と相手部３に押し取り付けるためのボルト１１ａとナット１１ｂとからなるボルトナット１１とを有する。

当圧部１０は、ボルトナット１１によって、セグメント取付部２ａの内側リング部２ａａと相手部取付部３ａの内側リング部３ａａに取り付けられる。

図１に示すように、当圧部１０は、押し部５の内側すなわち伸縮部６の波状部の有る側に位置する短脚１２と、押し部５の外側すなわち伸縮部６の波状部の有る側に位置するに位置する長脚１３を有する。

ボルトナット１１は、押し部５の外側であって長脚１３の内側の位置において、長脚１３の下端部１３ａを支点として当圧部１０をセグメント２と相手部３に押し取り付け可能である。このように、ボルトナット１１は、押し部５の外側であって長脚１３の内側の位置において当圧部１０をセグメント２と相手部３に押し取り付けるので、長脚１３の下端部１３ａは支点として作用し、ボルトナット１１による締め付け力を有効に押し部５に作用することが可能になる。なお、従来においては、当圧部１０の短脚１２と長脚１３に相当する脚の長さは同じであったのであり、当初に伸縮部６の押し部５を締め付けた場合でも後発的に緩んだ場合に密閉性を回復させるためにさらに増し締めしようとしても、脚の長さは同じであるために長脚１３の下端部１３ａは支点として作用させることができず、ボルトナットを増し締めすることができないという問題があったのである。

図５は伸縮部６に当接部ユニット９と当圧部１０とを組み付ける途中状態を示す。図５に示すように、当接部ユニット９は伸縮部６の押し部５に被せられる。そして、図１に示すように、押し部５と当接部ユニット９とは、ボルトナット１１によって内側リング部２ａａと内側リング部３ａａの表面に押し付けられる。

次に、図６〜図１１を参照して当圧部１０について説明する。図６は、当圧部１０とボルトナット１１を示す斜視図である。図７は当圧部１０を示す正面図、図８は当圧部１０を示す側面図、図９は当圧部１０を示す背面図、図１０は当圧部１０を示す横断面図である。図１１は当圧部１０を示す縦断面図である。

当圧部１０の短脚１２と長脚１３とは互いに対向する位置で基板部１０ａの正面側から立設されている。基板部１０ａにはボルト１１ａが貫通するボルト孔１０ｂが形成されている。短脚１２の中央部には、小さな三角柱状の当接部ユニット９の角部９ａを係止するための角当て部１４が形成されている。図２に示すように、当接部ユニット９は隣接する角当て部１４、１４によって押し部５の周方向に沿って位置決めされる。

また、長脚１３には、長脚１３と直交する方向に伸びる一対の下受け部１５が立設されている。図２に示すように、下受け部１５の先端部には、角当て部１４、１４によって位置決めされた当接部ユニット９の長手内側面が支持される。一つの当接部ユニット９は隣接する当圧部１０の角当て部１４と下受け部１５とによって簡易に位置決めすることが可能になる。角当て部１４と下受け部１５とによって位置決めされた隣接する当接部ユニット９は、互いに所定の多角形のなす角度をなす関係に配置されることになり、この結果、全体の当接部ユニット９は押し部５の周方向に沿って連続して多角形的に配設されることになる。

また、基板部１０ａの背面側には、一対の壁部１６、１６が立設されている。一対の壁部１６、１６は、ボルトナット１１のナット１１ｂを回り止めするように挟む間隔をおいて設けられている。図１に示すように、例えば内側リング部２ａａの内側から内側リング部２ａａの外側にある当圧部１０のボルト孔１０ｂに差し込み、壁部１６、１６の間に置かれ回り止めされた状態にあるナット１１ｂに対してボルト１１ａを回転させ、ボルト１１ａとナット１１ｂを螺合させることができる。

本実施の形態の構成によれば、当接部７は直線長手状に形成された複数の当接部ユニット９を有し、複数の当接部ユニット９を多角形を形成するように押し部５の周方向に沿って配設することによって実質的に押し部５の全周に渡って伸縮部６をセグメント２及び相手部３に取り付けることが可能になる。この結果、対象とするセグメント２等の大きさが異なる場合においても共通の当接部ユニット９を用い多角形を形成するようにすることができるので、従来のように当接部を複数の円弧状のユニットに分割する場合に生じる問題点、すなわち、対象とするセグメントの大きさが異なる毎に対応する円弧状ユニットを準備する必要があるという問題を解消することができる。なお、対象とするセグメント２等の大きさが異なる場合においては、隣接する固定ユニット８の間隔は当接部ユニット９の長さに対応してほぼ一定にし、隣接する固定ユニット８が互いになす配置角度を変え、隣接する当接部ユニット９がなす多角形の角度を調整するようにすればよい。

また、固定ユニット８は、互いに隣接する当接部ユニット９の隣接位置すなわち隣接する当接部ユニット９が繋ぎ合わされる位置で当接部ユニット９を押し付け固定するので、固定ユニット８は互いに隣接する当接部ユニット９を相互に位置決めしつつ効率的に固定することができる。

また、固定ユニット８は、当接部７を構成する当接部ユニット９に被せられる当圧部１０と、当圧部１０をセグメント２等に押し取り付けるためのボルトナット１１とを有し、当圧部１０は押し部５の内側に位置する短脚１２と押し部５の外側に位置する長脚１３を有し、ボルトナット１１は、押し部５の外側であって長脚１３の内側の位置において、長脚１３の下端部を支点として当圧部１０をセグメント２等に押し取り付け可能であるので、ボルトナット１１による締め付け度合を調整することによってボルトナット１１による締め付け力を所望の大きさに簡易に調整することが可能になり、短脚と長脚の長さが同じである従来の場合に伸縮部６の押し部５の密閉性を高めるためにさらに増し締めしようとしてもできないというような問題をなくすることができる。

また、当圧部１０は当接部ユニット９の角部９ａを係止するための角当て部１４を有するので、隣接する角当て部１４と角当て部１４とに当接部ユニット９を当てることによって押し部５の周方向に沿って容易に位置決めすることが可能になる。

また、当圧部１０は当接部ユニット９の下端部を係止するための下受け部１５を有するので、当接部ユニット９をは隣接する下受け部１５と下受け部１５とによって支持し容易に位置決めすることができる。

また、当圧部１０は一対の立設された壁部１６、１６を有し、一対の壁部１６、１６によってナット１１ｂを回り止めすることができるので、ボルトナット１１によって当圧部１０を容易に締め付けることが可能になる。

次に、円筒状穴に敷設される可撓セグメントについて説明する。可撓セグメントは、少なくとも２個のリング状のセグメントと、対向するセグメントの間の隙間に配設される構造物用伸縮継手１とを備える。

少なくとも２個のセグメント、例えば第１、第２、第３の３個のセグメントにおいて、第１セグメントと第２セグメントの間の隙間と、第２セグメントと第３セグメントの間の隙間に上述の構造物用伸縮継手１を配設することにより、単一のセグメントの約３個分の長さに渡って可撓セグメントを構成することが可能になる。そして、この３個分の長さに渡る可撓セグメントを新たなセグメントとして捉え、その両端側に上述の構造物用伸縮継手１を介してセグメント２あるいは相手部３に接続する。

可撓セグメントは構造物用伸縮継手１によって可撓的に連結された少なくとも２個のリング状のセグメントを備えるので、単一のセグメントの幅を越えた長さ幅が要求される領域に簡易に利用することができ、例えばシールド工法等において振動衝撃が大きく可撓性の要求される領域において耐衝撃性を得ることが可能になる。

１ 構造物用伸縮継手
２ セグメント
３ 相手部
４ 目地部
５ 押し部
６ 伸縮部
７ 当接部
８ 固定ユニット
９ 当接部ユニット
１０ 当圧部
１１ ボルトナット
１２ 短脚
１３ 長脚
１４ 角当て部
１５ 下受け部
１６ 壁部

Claims (7)

1. 円筒状穴に敷設されるリング状のセグメントと前記セグメントに対向するセグメントあるいは構造物であるリング状の相手部との間の目地部に配設される構造物用伸縮継手であって、
   前記目地部に跨って配設され、前記セグメントと前記相手部に押し付けられるブロック状の押し部を両側に有するリング状の可撓性材の伸縮部と、
   前記押し部の周方向に渡って被せられる断面コ字状の当接部と、
   前記押し部が前記セグメントと前記相手部に対して押し付けられるように前記当接部を、前記セグメントと前記相手部に対して前記当接部の周方向に間隔を置いて複数箇所に押し付け固定するための複数の固定ユニットと、
   を備え、
   前記当接部は、前記押し部の周方向に沿って多角形的に配設される直線長手状に形成された複数の当接部ユニットを有し、前記押し部は、前記伸縮部の他の部分より厚肉となっていて、前記断面コ字状の当接部内に収まり、前記当接部と、前記セグメントと前記相手部との間に空間が形成され、当該空間は前記伸縮部の他の部分の厚みより大きく、かつ前記押し部の厚みより小さい、
   ことを特徴とする構造物用伸縮継手。
2. 前記固定ユニットは、互いに隣接する前記当接部ユニットの隣接位置で前記当接部ユニットを押し付け固定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の構造物用伸縮継手。
3. 前記固定ユニットは、前記当接部に被せられる当圧部と、前記当圧部を前記セグメントと前記相手部に押し取り付けるためのボルトナットとを有し、
   前記当圧部は前記押し部の内側に位置する短脚と前記押し部の外側に位置する長脚を有し、
   前記ボルトナットは、前記押し部の外側であって前記長脚の内側の位置において、前記長脚の下端部を支点として前記当圧部を前記セグメントと前記相手部に押し取り付け可能である
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の構造物用伸縮継手。
4. 前記当圧部は前記当接部ユニットの角部を係止するための角当て部を有し、前記当接部ユニットは隣接する前記角当て部と前記角当て部とによって前記押し部の周方向に沿って位置決めされる
   ことを特徴とする請求項３に記載の構造物用伸縮継手。
5. 前記当圧部は前記当接部ユニットの下端部を係止するための下受け部を有し、前記当接部ユニットは隣接する前記下受け部と前記下受け部とによって支持される
   ことを特徴とする請求項４に記載の構造物用伸縮継手。
6. 前記当圧部は一対の立設された壁部を有し、前記一対の壁部は、前記ボルトナットのナットを回り止めする間隔を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の構造物用伸縮継手。
7. 少なくとも２個のリング状のセグメントと、対向する前記セグメントの間の隙間に配設される構造物用伸縮継手とを備える円筒状穴に敷設される可撓セグメントであって、
   構造物用伸縮継手は、
   前記隙間に跨って配設され、対向する前記セグメントの各々に押し付けられるブロック状の押し部を両側に有するリング状の可撓性材の伸縮部と、
   前記押し部の周方向に渡って被せられる断面コ字状の当接部と、
   前記押し部が対向する前記セグメントの各々に対して押し付けられるように前記当接部を、対向する前記セグメントの各々に対して前記当接部の周方向に間隔を置いて複数箇所に押し付け固定するための複数の固定ユニットと、
   を備え、
   前記当接部は、前記押し部の周方向に沿って多角形的に配設される直線長手状に形成された複数の当接部ユニットを有し、前記押し部は、前記伸縮部の他の部分より厚肉となっていて、前記断面コ字状の当接部内に収まり、前記当接部と、前記セグメントの各々との間に空間が形成され、当該空間は前記伸縮部の他の部分の厚みより大きく、かつ前記押し部の厚みより小さい、
   ことを特徴とする可撓セグメント。

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