JP6663299B2 - セグメントの継手構造 - Google Patents

Description

本発明は、セグメントの継手構造に関する。

シールド工法やＴＢＭ工法等では、地山の掘削に伴い、筒状のセグメントリングを地中に連設することでトンネルの覆工を形成している。セグメントリングは、複数のセグメントの端面（継手板）同士を連結することにより形成される。
このようなセグメントには、例えば、特許文献１に示すように、鋼殻とコンクリートとを一体化したコンクリート一体型鋼製セグメント（合成セグメント）がある。合成セグメントは、高剛性を確保することができるため、鋼製セグメントや鉄筋コンクリート製セグメント等に比べて覆工厚を薄くすることができる。
セグメント同士の接合は、例えば特許文献２に示すように、一方のセグメントの継手板に突設された挿入金具を、他方のセグメントの継手板に設けられた受け金具に嵌め込むことにより行う場合がある。

近年、土被りが小さい軟弱地盤において大断面トンネルの施工が計画されている。低土被りトンネルでは、鉛直荷重よりも大きな側方荷重がトンネルに作用するので、セグメントリングが縦長に潰れた状態となる。このような状態のトンネルに対して地震力が作用すると、セグメント間継手の継手金物に対して大きな引張力が作用する。そのため、低土被りトンネルでは、セグメント間継手の継手金物に対して、高い引張耐力を有した部材を採用する必要がある。

低土被りのトンネルのセグメント間継手において、継手金物が十分な耐力を備えている場合であっても、セグメントの端部（セグメント間継手部）に形成されるタイドアーチには、外側にはらみ出す力が作用する。これは、タイドアーチの中央部に配設された継手金物に引張力が作用することによる。そのため、低土被りトンネルでは、セグメント間継手部に対して、コンクリートの強度および継手板の仕様を大きくすることにより、セグメント間継手における破損（コンクリート部分の亀裂等）を防止する必要がある。
ここで、タイドアーチとは、継手板から継手金物の基端までの幅を梁高として、継手金物を巻き込むように、継手板、主桁およびスキンプレートに囲まれた空間に打設されたコンクリートにより形成された仮想梁部材である。

特開２０１１−０１２４９５号公報 特開２０１０−２４２４１６号公報

セグメントリングに作用する応力分布に応じて、セグメント毎に継手板の仕様やコンクリートの強度を変更することは、セグメント製造時の効率悪化を招くおそれがある。
一方、全てのセグメントに対してコンクリート強度や継手板の仕様を高めることは、トンネル全体の工事費の高騰化を招いてしまう。
このような観点から、本発明は、比較的簡易な構成によりセグメント間継手の強度を高め、ひいては、製造の手間および費用の低減化を図ることを可能としたセグメントの継手構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明のセグメントの継手構造は、トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、地山に面するスキンプレートと、前記継手板に設けられた継手金物と、前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材とを備えるものである。
かかるセグメントによれば、補強部材を介して継手板を主桁に連結しているので、継手板の変形を抑制することができる。すなわち、本発明は、継手金物を介して継手板に作用した引張力を、補強部材を介して主桁に伝達することで、継手板の変形を抑制するものである。
このように、本発明によれば、コンクリートの強度や継手板の仕様などを変化することなく、補強が必要な部分に設けられるセグメントに対して継手部の補強を行うことができる。そのため、セグメントの製造コストを抑えることができる。

第一の発明は、前記補強部材が、前記各主桁の端部と前記継手板とを連結する一対の横板を備えており、前記一対の横板は、前記継手板に対して傾斜している。かかるセグメントの継手構造によれば、より簡易な構成により、継手板への作用応力を主桁に伝達することができる。
第二の発明は、前記補強部材が、前記各主桁の端部と前記継手板とを連結する一対の横板と、前記継手金物の基端部の内空側において、前記一対の主桁に横架された主桁連結材を備えている。かかるセグメントの継手構造によれば、コンクリートの内空側へのはらみ出しをより抑制できるので、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。
第三の発明は、前記主桁の内空側に配筋された格子状鉄筋と、前記格子状鉄筋を巻き込む耐火代コンクリートとを備えている。かかるセグメントの継手構造によれば、セグメントの耐火性能が向上する。
なお、前記補強部材が、前記継手金物の基端部の内空側を覆う横板を備えていれば、コンクリートが内空側にはらみ出すことを抑制することが可能となり、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。
また、前記補強部材が、前記継手板と、前記スキンプレートと、前記横板とを連結する縦板を備えていれば、コンクリートのトンネル内空側へのはらみ出しを抑制し、ひいては、セグメント間継手部における変形を効果的に抑制することができる。

本発明のセグメントの継手構造によれば、比較的簡易な構成によりセグメント間継手の強度を高め、ひいては、施工の手間および費用の低減化を図ることが可能となる。

第一の実施形態に係るセグメントを示す斜視図である。 （ａ）は図１のＹ−Ｙ矢視図、（ｂ）は同Ｘ−Ｘ矢視図である。 （ａ）は同セグメントの継手部を内空側から望む平面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。 縦板を示す横断面図である。 セグメントの継手部に形成されるタイドアーチの模式図である。 第二の実施形態に係るセグメントの一部を示す平面図である。 第三の実施形態に係るセグメントの継手部であって、（ａ）は内空側から望む平面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図、（ｃ）は後端側から望む正面図である。 第四の実施形態に係るセグメントの継手部であって、（ａ）は内空側から望む平面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。 継手部の受材の正面図である。 他の形態に係るセグメントの一部を示す平面図である。

＜第一の実施形態＞
本発明の実施形態では、図１に示すように、鋼殻２と、鋼殻２内に打設されたコンクリート部３とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント（以下、端に「セグメント１」という）の継手構造について説明する。
セグメント１は、円弧状に湾曲した版状に形成されており、周方向に複数接続することで、セグメントリング（図示せず）が形成される。このセグメントリングを軸方向に順次接合すると、トンネルの覆工が形成される。
鋼殻２は、一対の主桁４，４と、一対の継手板５，５と、スキンプレート６と、継手金物７，７と、補強部材８と、複数の形状保持材９，９，…とを備えて構成されている。

一対の主桁４，４は、セグメント１のトンネル軸方向の両端に設けられている。
主桁４は、図２（ａ）に示すように、トンネルの断面形状に応じて円弧状に形成された鋼製部材からなる。
本実施形態の主桁４は、図２（ｂ）に示すように、ウェブ４１と、ウェブ４１の地山側端部およびトンネル内空側端部にそれぞれ設けられたフランジ４２，４２とを備えている。すなわち、本実施形態の主桁４は、ウェブ４１と一対のフランジ４２，４２により、断面視コ字状を呈している。なお、主桁４の構成は限定されるものではなく、必ずしも断面視コ字状である必要はない。
図１に示すように、主桁４には、複数のリング間ジョイント１１，１１，…が形成されている。リング間ジョイント１１は、セグメントリング同士を連結するものである。なお、リング間ジョイント１１の構成、配置および数は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

一対の継手板５，５は、図１および図２（ａ）に示すように、セグメント１のトンネル周方向の両端に設けられている。継手板５は、矩形状の鋼板からなり、一対の主桁４，４の端部に横架されている。
継手板５には、継手金物７を設置するための二つの貫通孔５１，５１が形成されている。貫通孔５１，５１は、継手板５のトンネル軸方向中心線からの距離が等間隔になるように形成されている。なお、貫通孔５１の形状、数および配置は、継手金物７の位置や形式に応じて適宜設定すればよい。

スキンプレート６は、地山に面する部材であり、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、セグメント１の地山側の端面を覆っている。
スキンプレート６は、枠状に組み付けられた主桁４，４および継手板５，５の開口部の外周面側（地山側）を塞ぐように配置された鋼板である。

継手金物７，７は、セグメント１同士を連結するための部材であり、継手板５に設けられている。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、受け金物７１と挿入金物７２とが並設されている。なお、継手板５には、受け金物７１または挿入金物７２のいずれか一方のみが設けられていてもよい。セグメント１同士の連結は、一方のセグメント１の端面に突設された挿入金物７２を、他方のセグメント１の端面に形成された受け金物７１に係止させることにより行う。
受け金物７１は、セグメント１の端面において開口して、挿入金物７２を挿入することが可能な受け部７１ａと、受け部７１ａの背面側（継手板５と反対側）に形成された角柱状の定着部７１ｂと、定着部７１ｂの基端部（継手板５と反対側の端部）に形成された定着板７１ｃとにより構成されている。定着板７１ｃの断面形状は、定着部７１ｂの断面形状よりも大きい。受け金物７１は、鋼殻２内においてコンクリート部３に埋設されている。

挿入金物７２は、継手板５から他方のセグメント１側に突出する挿入部７２ａと、鋼殻２内に配設された定着部７２ｂと、定着部７２ｂの基端部（継手板５と反対側の端部）に形成された定着板７２ｃとにより構成されている。定着板７２ｃの断面形状は、定着部７２ｂの断面形状よりも大きい。定着部７２ｂおよび定着板７２ｃは、鋼殻２内においてコンクリート部３に埋設されている。
受け金物７１と挿入金物７２は、セグメント１のトンネル軸方向中央から同一の間隔をあけた位置に配設されている。また、本実施形態の継手金物７は、図１に示すように、鋼殻２の厚さ方向中央付近に形成されているが、継手金物７の形成箇所は限定されるものではない。また、継手金物７は、複数段形成されていてもよい。また、定着部７１ｂ，７２ｂによって十分な定着力を確保できる場合には、定着板７１ｃ，７２ｃは省略してもよい。さらに、セグメント１同士を接合するための継手構造（継手金物７の構成）は限定されるものではない。

補強部材８は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、継手金物７よりも内空側において一対の主桁４，４と一方の継手板５とを連結する部材である。本実施形態の補強部材８は、スキンプレート６と平行な横板８１である。本実施形態の横板８１は、矩形状の平鋼板からなり、３辺が一対の主桁４，４および継手板５に固定されている。横板８１の固定方法は限定されるものではないが、例えば、溶接すればよい。横板８１の幅（トンネル周方向の長さ）は、鋼殻２内の継手金物７の長さと同程度であり、継手金物７の基端（定着板７１ｃ，７２ｃ）から継手板５までの範囲において、継手金物７の内空側を覆っている。なお、横板８１を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。また、横板８１は、平板に限定されるものではなく、例えば有孔板や格子状板等であってもよい。また、横板８１の幅は限定されるものではなく、少なくとも継手金物７の基端部の内空側を覆う程度の幅を有していればよい。

横板８１には、図３に示すように、継手板５側の両角部と、中央部にそれぞれ開口８１ａ，８１ａ，８１ｂが形成されている。横板８１の角部に形成された開口８１ａ，８１ａは矩形状であり、コンクリート打設時のバイブレータの挿入が可能な大きさを有している。なお、開口８１ａの形状は矩形に限定されるものではなく、例えば円形であってもよい。中央部に形成された開口８１ｂは矩形状である。なお、開口８１ｂの形状は限定されるものではなく、例えば、円形であってもよい。開口８１ａ，８１ｂは、平面視で継手金物７，７と重ならない位置に形成されている。開口８１ａ，８１ｂは、必要に応じて形成すればよく、また、開口８１ａ，８１ｂの配置や数等は適宜決定すればよい。

本実施形態の補強部材８は、縦板８２を備えている。図４に示すように、縦板８２は、継手板５と、スキンプレート６と、横板８１とを連結するものである。本実施形態の縦板８２は平鋼板からなり、スキンプレート６および横板８１と直交するようにスキンプレート６に立設されている。縦板８２は、３辺が継手板５、スキンプレート６または横板８１に溶接されている。縦板８２には、横板８１の開口８１ｂの位置に対応して、開口８２ａが形成されていて、コンクリート部３を分断することがないように構成されている。なお、開口８２ａは必要に応じて形成すればよい。縦板８２を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。また、縦板８２は、平板に限定されるものではなく、例えば有孔板や格子状板等であってもよい。さらに、縦板８２は必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。

形状保持材９，９，…は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、枠状に組み付けられた主桁４，４および継手板５，５の内空部分に間隔をあけて配置されている。形状保持材９は、スキンプレート６に対して垂直になるように、主桁４同士の間に横架されている。
形状保持材９は鋼板からなり、地山側端面がスキンプレート６に当接しているとともに、トンネル軸方向両端がそれぞれ主桁４，４の板面に当接している。形状保持材９は、スキンプレート６との当接箇所において溶接されているとともに、端部がウェブ４１とフランジ４２に溶接されている。なお、形状保持材９の固定方法は限定されない。

コンクリート部３は、一対の主桁４，４、一対の継手板５，５およびスキンプレート６に囲まれた空間内に充填されたコンクリートの硬化体である。コンクリート部３は、図１に示すように、セグメント１の内面側に所定の厚みを有して形成された耐火代コンクリート３１と、鋼殻２の内部に形成された内部コンクリート３２とを備えている。なお、コンクリート部３を構成するコンクリート（フレッシュコンクリート）の配合は、適宜設定すればよい。

耐火代コンクリート３１には、補強材として、格子状鉄筋３３が埋設されている。本実施形態では、格子状鉄筋３３として、複数の鉄筋が予め格子状に組み付けられた鉄筋網を採用するが、格子状鉄筋３３は必ずしも網である必要はなく、縦筋および横筋を適宜配筋してもよい。また、内部コンクリート３２（鋼殻２内）にも鉄筋を配筋してもよい。また、補強材として、耐火代コンクリート３１の格子状鉄筋３３と、内部コンクリート３２の鉄筋とを組み合わせた鉄筋籠を採用してもよい。

本実施形態のセグメント１の継手構造によれば、補強部材８を介して継手板５を主桁４に連結しているので、継手板５の変形を抑制することができる。すなわち、継手金物７，７を介して継手板５に作用した引張力を、補強部材８を介して主桁４，４に伝達することで、継手板５の変形を抑制する。
補強部材８は、継手金物７，７の基端から継手板５までの範囲を覆っているため、コンクリート部３が内空側にはらみ出すことを抑制することができ、ひいては、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。セグメント１端部の継手部に形成されるタイドアーチには、図５に示すように、継手金物７，７を介して作用する引張力によってせん断力が生じるが、横板８１によって継手部が補強されているため、タイドアーチにおいてコンクリート部３が破損することが防止されている。

補強部材８を固定することによりセグメント１の補強が完了するため、高耐力なセグメントを簡易に製造することができる。また、補強が必要な部分に設けられるセグメント１のみに対して補強部材８を設けて継手部（セグメント間継手部）の補強を行うことができる。そのため、予め特殊なセグメントを製造する場合に比べて、製造コストを抑えることができる。また、横板８１および縦板８２は、入手しやすい鋼板であるため、安価である。
横板８１に、開口８１ａ，８１ｂを形成することで、鋼材量の低減化を図ることができる。また、開口８１ａ，８１ｂからバイブレータを挿入することで、鋼殻２内に打設された打設コンクリートを締め固めることができる。
縦板８２が配設されているため、横板８１の変形が抑制されている。そのため、コンクリート部３がトンネル内空側へはらみ出すことが防止され、ひいては、セグメント間継手部における変形を効果的に抑制することができる。
また、主桁４の内空側に耐火代コンクリート３１を備えているため、セグメント１の耐火性能が高い。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁４，４と、一対の継手板５，５と、スキンプレート６と、継手金物７，７と、補強部材８と、複数の形状保持材９，９，…とを備える鋼殻２と、鋼殻２内に打設されたコンクリート部３とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント（以下、端に「セグメント１」という）の継手構造について説明する。
なお、第二の実施形態のコンクリート部３、主桁４、継手板５、スキンプレート６、継手金物７および形状保持材９の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

補強部材８は、図６に示すように、継手金物７よりも内空側において一対の主桁４，４と一方の継手板５とを連結する部材である。本実施形態の補強部材８は、各主桁４の端部と継手板５とを連結する一対の横板８１，８１と、一対の主桁４，４に横架された主桁連結材８３とを備えている。
横板８１は、スキンプレート６と平行な平鋼板であって、継手板５に対して傾斜した状態で配設されている。横板８１の一端は、継手板５の中央部に溶接されており、横板８１の他端は、主桁４と中桁連結材８３との角部においてフランジ４１に溶接されている。なお、横板８１の固定方法は限定されるものではない。また、横板８１を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。
主桁連結材８３は、スキンプレート６と平行な平鋼板であって、継手金物７の基端部の内空側に配設されている。主桁連結材８３の両端は、各主桁４のフランジ４１に両端が溶接されている。なお、主桁連結材８３の固定方法は限定されるものではない。また、主桁連結材８３を構成する材料は、鋼板に限定されるものではなく、例えば鋼棒であってもよい。また、主桁連結材８３は必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。

本実施形態のセグメント１の継手構造によれば、補強部材８を介して継手板５を主桁４に連結しているので、継手板５の変形を抑制することができる。すなわち、継手金物７，７を介して継手板５に作用した引張力を、一対の横板８１，８１を介して主桁４，４に伝達することで、継手板５の変形を抑制する。横板８１と主桁４との接合部には、主桁連結材８３が設けられているため、横板８１を介して伝達された引張力によって主桁４が変形することが防止されている。
横板８１，８１は、継手金物７，７に作用する引張力によってタイドアーチ（図５参照）内に生じるせん断力と交差するように配設されているため、コンクリート部３に亀裂が生じることを防止する。

横板８１および主桁連結材８３を固定することによりセグメント１の補強が完了するため、高耐力なセグメントを簡易に製造することができる。また、補強が必要な部分に設けられるセグメント１にのみに対して継手部の補強を簡易に行うことができる。そのため、予め特殊なセグメントを製造する場合に比べて、製造コストを抑えることができる。また、横板８１および主桁連結材８３は、入手しやすい鋼板であるため、安価である。
また、主桁４の内空側に耐火代コンクリート３１を備えているため、セグメント１の耐火性能が高い。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁４，４と、一対の継手板５，５と、スキンプレート６と、継手金物７，７と、補強部材８と、複数の形状保持材９，９，…とを備える鋼殻２と、鋼殻２内に打設されたコンクリート部３とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント（以下、端に「セグメント１」という）の継手構造について説明する。
なお、第三の実施形態のコンクリート部３、主桁４、継手板５、スキンプレート６、継手金物７および形状保持材９の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

補強部材８は、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、継手金物７よりも内空側において一対の主桁４，４と一方の継手板５とを連結する横板８１と、継手金物７を囲う拘束部材８４を備えている。
横板８１は、スキンプレート６と平行な矩形状の平鋼板からなり、３辺が一対の主桁４，４および継手板５に固定されている。なお、この他の横板８１の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。また、補強部材８の構成は限定されるものではなく、例えば、各主桁４の端部と継手板５とを連結するように一対の横板８１，８１が配設されていてもよい。

本実施形態の拘束部材８４は、継手金物７の軸方向に沿って間隔をあけて並設された複数のフープ筋８４ａ，８４ａ，…により構成されている。本実施形態のフープ筋８４ａは、一対のコ字状の鉄筋を組み合わせることにより矩形枠状に形成されている。フープ筋８４ａは、図７（ｃ）に示すように、定着板７１ｃ，７２ｃに対して十分に大きな形状を有していて、継手金物７と拘束部材８４との間にコンクリートが充填されるように構成されている。なお、フープ筋８４ａは１本の鉄筋を加工することにより形成してもよい。また、フープ筋８４ａは円形であってもよく、その形状は限定されるものではない。また、フープ筋８４ａ同士の間隔は限定されるものではなく適宜設定すればよい。さらに、拘束部材８４は、複数のフープ筋８４ａを連設したものに限定されるものではなく、一本の鉄筋をらせん状に加工することにより形成されたスパイラル筋であってもよい。さらに、拘束部材８４は、継手金物７の定着部７１ｂ，７２ｂに周設された筒状部材であってもよい。

本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、拘束部材８４と定着板７１ｃ，７２ｃとを連結する連結部材８５を備えている。フープ筋８４ａ，８４ａ，…は、連結部材８５に結束線（図示せず）を介して取り付けられている。本実施形態の連結部材８５は、Ｌ字状の鉄筋からなり、一方の片８５ａが定着部７１ｂ，７２ｂの軸方向（トンネル周方向）と平行になるように、他方の片８５ｂが定着板７１ｃ，７２ｃに溶接されている。本実施形態では、各継手金物７に対して連結部材８５を２本ずつ配設している。なお、連結部材８５の数や形状は限定されるものではない。また、連結部材８５の固定方法も限定されるものではない。本実施形態では、連結部材８５の一方の片８５ａが定着部７１ｂ，７２ｂの上方に配置されているが、当該一方の片８５ａは、定着部７１ｂ，７２ｂの下方または側方に位置していてもよい。

本実施形態のセグメント１の継手構造によれば、継手金物７が拘束部材８４により囲まれているため、継手金物７の周囲のコンクリートが拘束部材８４によって拘束されている。そのため継手金物７に大きな引張力が作用した場合であっても、継手金物７の周囲のコンクリートに亀裂が生じることが防止されている。拘束部材８４は、継手金物７に作用する引張力により生じることが予想される継手金物周辺のひびわれ（せん断面）を横断するように配設されているため、継手金物７の引き抜き耐力を向上させることができる。さらに、拘束部材７は、コンクリートの補強鉄筋の配筋と同じタイミングで設置することができるため、施工性に優れている。
この他の第三の実施形態のセグメント１の継手構造の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁４，４と、一対の継手板５，５と、スキンプレート６と、継手金物７，７と、補強部材８と、複数の形状保持材９，９，…とを備える鋼殻２と、鋼殻２内に打設されたコンクリート部３とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント（以下、端に「セグメント１」という）の継手構造について説明する。
なお、第四の実施形態のコンクリート部３、主桁４、継手板５、スキンプレート６および継手金物７の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

補強部材８は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、継手金物７よりも内空側において一対の主桁４，４と一方の継手板５とを連結する横板８１と、継手金物７を囲う拘束部材８４と、受材８６と、アンカー材８７とを備えている。
横板８１は、スキンプレート６と平行な矩形状の平鋼板からなり、３辺が一対の主桁４，４および継手板５に固定されている。なお、横板８１の詳細は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
拘束部材８４は、継手金物７の軸方向に沿って間隔をあけて並設された複数のフープ筋８４ａ，８４ａ，…により構成されている。拘束部材８４の詳細は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。なお、拘束部材８４は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。

本実施形態の受材８６は、図９に示すように、一対の板材８６ａ，８６ａを組み合わせることにより枠状に形成されている。板材８６ａには、定着部７１ｂ，７２ｂを挿入可能な凹部８６ｂが形成されている。受材８６は、一対の板材８６ａ，８６ａの凹部８６ｂが形成された側の辺同士を突き合わせることにより形成されている。一対の板材８６ａ，８６ａは、定着部７１ｂ，７２ｂを上下から挟んだ状態で配設されている。定着部７１ｂ，７２ｂは、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、一対の板材８６ａ，８６ａの凹部８６ｂ，８６ｂにより形成された開口を貫通した状態となる。本実施形態の受材８６の開口は、定着部７１ｂ，７２ｂの断面形状と同形状に形成されていて、凹部８６ｂの内面が定着部７１ｂ，７２ｂの外面に当接している。なお、受材８６の開口の形状は定着部７１ｂ，７２ｂを挿通可能であれば限定されるものではなく、例えば、受材定着板７１ｃ，７２ｃよりも大きな形状を有していて、凹部８６ｂ（開口）と継手金物７との間に隙間が形成されていてもよい。また、受材８６は、定着板７１ｃ，７２ｃに係止されていてもよい。受材８６は、必ずしも一対（２枚）の板材８６ａ，８６ａを組み合わせることにより形成する必要はない。例えば、１枚の枠状の板材であってもよい。また、アンカー材８７の位置に対応して、継手金物７を囲うように配設された４枚の板材であってもよい。

また、板材８６ａには、アンカー材８７を挿通可能な貫通孔が形成されている。なお、板材８６ａに形成される貫通孔の数は限定されるものではないが、本実施形態では２箇所形成されている。
アンカー材８７の一端は、受材８６に固定されている。アンカー材８７の他端は、継手金物７の基端よりも継手板５から離れた位置に配置されている。本実施形態のアンカー材８７は、鉄筋により構成されている。なお、アンカー材８７を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼より線や板材等であってもよい。アンカー材８７は、板材８６ａの貫通孔を挿通した頭部にナットを螺合することにより受材８６に固定されている。なお、アンカー材８７の固定方法は限定されるものではなく、例えば、溶接してもよい。また、アンカー材８７の他端には、必要に応じて定着部材（定着板等）を形成してもよい。本実施形態では、継手金物７の周囲に４本のアンカー材８７，８７，…が配設されているが、アンカー材８７の本数、配置および形状は限定されるものではない。

継手金物７と交差する位置に配設された形状保持材９には、継手金物７の位置に対応して切欠きが形成されている。また、アンカー材８７と交差する位置に配設された形状保持材９には、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、アンカー材８７を挿通可能な貫通孔が形成されている。なお、アンカー材８７と交差する位置に配設された形状保持材９には、貫通孔に代えてアンカー材８７の位置に対応して切欠きが形成されていてもよい。また、形状保持材９の貫通孔を挿通させたアンカー材８７の後端を形状保持材９に固定（連結）してもよい。この他の形状保持材９の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

本実施形態のセグメント１の継手構造によれば、継手金物７に作用した引張力によってコンクリートに支圧応力が発生したときに、支圧応力を受材８６およびアンカー材８７によって受けるので、継手金物７の引き抜き耐力を向上させ、その結果、継手性能を向上させることができる。すなわち、継手金物７に作用する引張力を、継手金物７の背後（継手部から離れた位置）に伝達することで、継手部への負担を軽減することを可能としている。
この他の第四の実施形態に係るセグメント１の継手構造の作用効果は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
セグメント１の用途は限定されるものではなく、例えば、シールドトンネルやＴＢＭの施工に使用すればよい。
横板８１の形状は、主桁４と継手板５とを力の伝達を可能に連結するものであれば前記各実施形態で示したものに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、主桁４と継手板５との角部に固定された矩形状あるいは三角形状の板材であってもよい。

１ セグメント
２ 鋼殻
３ コンクリート部
３１ 耐火代コンクリート
３２ 内部コンクリート
３３ 格子状鉄筋
４ 主桁
５ 継手板
６ スキンプレート
７ 継手金物
８ 補強部材
８１ 横板
８３ 主桁連結材
８４ 拘束部材
８６ 受材
８７ アンカー材
９ 形状保持材

Claims (5)

1. トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、
   前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、
   地山に面するスキンプレートと、
   前記継手板に設けられた継手金物と、
   前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、
   前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材と、を備えるセグメントの継手構造であって、
   前記補強部材が、前記各主桁の端部と前記継手板とを連結する一対の横板を備えており、
   前記一対の横板が、前記継手板に対して傾斜していることを特徴とする、セグメントの継手構造。
2. トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、
   前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、
   地山に面するスキンプレートと、
   前記継手板に設けられた継手金物と、
   前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、
   前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材と、を備えるセグメントの継手構造であって、
   前記補強部材が、前記各主桁の端部と前記継手板とを連結する一対の横板と、前記継手金物の基端部の内空側において前記一対の主桁に横架された主桁連結材と、を備えていることを特徴とする、セグメントの継手構造。
3. トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、
   前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、
   地山に面するスキンプレートと、
   前記継手板に設けられた継手金物と、
   前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、
   前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材と、
   前記主桁の内空側に配筋された格子状鉄筋と、
   前記格子状鉄筋を巻き込む耐火代コンクリートと、を備えていることを特徴とする、セグメントの継手構造。
4. 前記補強部材が、前記継手金物の基端部の内空側を覆う横板を備えていることを特徴とする、請求項３に記載のセグメントの継手構造。
5. 前記補強部材が、前記継手板と、前記スキンプレートと、前記横板とを連結する縦板を備えていることを特徴とする、請求項４に記載のセグメントの継手構造。

Images