JPH01105900A - コンクリートセグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、上下水道、地下鉄、電信ケーブル収容トン
ネル、地下道、取水トンネル、放水トンネルあるいは共
同溝等の管渠をシールド工法等で築造する場合に使用す
るコンクリートセグメントの継手構造に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来、コンクリートセグメントの継手構造としては、第
３０図ないし第６２図に示すように、中央部にボルト挿
通孔６を備えている鋼製コ字状継手板７内に、中央部に
ボルト挿通孔６を備えている鋼製アーチ形状板８が配置
され、そのアーチ形状板８の両端部がコ字状継手板７の
内隅部に係止され、そのコ字状継手板７における各フラ
ンジにアンカー鉄筋９が固着され、鋼製り彫金具１０が
コ字状継手板７における中間板および各フランジの一側
面と各フランジの先端面とに溶接により固着され、前記
コ字状継手板７．アーチ形状板８゜アンカー鉄筋９．Ｌ
彫金具１０からなる継手金具１１が、コンクリートセグ
メント１の結合端部に埋込固定され、コ字秋継手板７内
にボルト挿入締結用空間１２が設けられている構造のも
のが知られている（特開昭６０−２４６９９７号公報参
照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、前記従来のコンクリートセグメントの継手構
造の場合は、隣り合うセグメントにおける継手金具１１
のボルト挿通孔３およびボルト挿通孔６にわたってボル
トを挿通して締付結合した場合、ボルト引張力がアーチ
形状板８に伝達される過程で、第３２図に矢印（イ）で
示す、ように、ボルト引張力の殆んどがアーチ形状板８
のアーチ軸方向に沿う一方向に流れ、かつコ字状継手板
７の中間部はタイドアーチのタイの機能を発揮する。す
なわち前記コ字状継手板７における中間板は、第３２図
に矢印（ロ）で示すように、アーチ形状板８の力の伝達
方向を前記中間板面に投影し之ような一方向にのみ抵抗
することになり、アーチ形状板８とコ字状継手板７の中
間板面とで構成されるタイドアーチ面は、応力伝達から
見ると殆んど２矢示的タイドアーチ効果を発揮するに過
ぎない。このためボルト引張力に対する継手金具１１０
強度が弱いという問題がある。

この発明は、ボルト引張力に対する継手金具の強度を強
くすることができるコンク、リートセグメントの継手構
造を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明のコンクリートセ
グメントの継手構造の場合は、コンクリートセグメント
１の結合端部に埋込固定された継手金具２が、ボ／ｌ＝
）挿通孔６を備えている継手金具本体４と、その継手金
具本体４に周縁が滑動しないように接合されている椀状
体５とにより構成され、その椀状体５の頂部に前記ボル
ト挿通孔乙に対向するボルト挿通孔６が設けられている
。

〔作用〕

前述のように構成されたコンクリートセグメントの継手
構造において、隣り合うセグメントの継手金具２をボル
トにより締付結合し九際に、椀状体５の頂部に作用する
ボルト引張力は、その頂部から椀状体５の底部周縁部と
継手金具本体４との結合部に向かって放射状に流れ、か
つこのとき椀状体５はその椀状形状により緯線方向にも
引張抵抗力もしくは圧縮抵抗力を発揮し、さらに継手金
具本体４はボルト挿通孔６を中心として放射方向に引張
抵抗を発揮し、したがって、ボルト挿通孔５．６を通る
多方向の面内でのタイドアーチ効果すなわち５次元的タ
イドアーチ効果を発揮する。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図ないし第６図はこの発明の第１実施例を示すもの
であって、ざルト挿通孔６を備えている鋼製継手端板１
５の内面に鋼製円筒体１４の端部が溶接により固着され
て、継手金具本体４が構成され、頂部にボルト挿通孔６
を備えている鋼製椀状体（分割球状体）５の周縁部は、
前記円筒体１４内に嵌入されると共に継手端板１′５に
係止された状態で、円筒体１４に対し溶接により固着さ
れ、かつ前記椀状体５の頂部外面にボルト挿通孔を有す
る調製孔補強板１５が溶接により固着され、鋼板製溝形
カバー１６の一端部が前記継手端板１５の内面に溶接に
より固着されると共に、溝形力／Ｊ−１６の他端部に鋼
製端板１７が溶接により固着され、さらに溝形カバー１
６における継手端板１６側の溝底部側に設けられた切欠
部は円筒体１４の端面および外面の両側に対し溶接によ
り固着され、また前記円筒体１４に複数のアンカー鉄筋
９の端部が溶接により固着されている。

コンクリートセグメント１における各結合端部に、前記
継手金具本体４と孔補強板１５付きの椀状体５とアンカ
ー鉄筋９と溝形カバー１６および端板１７とからなる複
数の継手金具２が埋込固定され、かつその継手金具２内
に設けられたボルト挿入締結用空間１２はセグメントの
内面に開口している。

第１実施例の場合、第７図に示すように、円筒体１４の
端部内周に斜面を有する環状突条２４を一体に連設し、
その環状突条２４の斜面に椀状体５の底部周縁の傾斜端
面を当接して溶接または接着剤等により固着してもよい
。また第８図に示すように、継手端板１６に円筒体１４
を一体に連設し、その継手端板１６と円筒体１４との接
合部の円弧状隅部に、椀状体５の底部周縁の円弧状端面
を当接して溶接または接着剤等により固着してもよい。

前述の継手構造を備えているコンクリートセグメント１
の結合端部を相互に接合して、各継手金具２のビルト挿
通孔６，６に挿通したボルトにより結合した場合、椀状
体５の頂部に作用するメルト引張力は、矢印（ハ）で示
すように、その頂部から椀状体５の底部周縁と継手金具
本体４との結合部に向かって放射状に流れ、かつこのと
き椀状体５は、その椀状形状により大径側で緯線方向に
引張抵抗力を発揮すると共に小径側で緯線方向に圧縮抵
抗力を発揮し、そのため前記従来の継手構造に比べて、
内部エネルギーの吸収能力を高めることができ、さらに
継手金具本体４における継手端板１３は、矢印に）で示
すように、ボルト挿通孔６を中心として放射方向に引張
抵抗を発揮するので、前記椀状体５と同様に接線方向に
も同時に引張抵抗力を発揮してエネルギー吸収能力が高
くなり、したがって、前記従来の場合は生として一方向
のタイドアーチ効果を発揮するのに対し、この発明の場
合は、ボルト挿通孔６，６を通る多方向の面内でのタイ
ドアーチ効果すなわち継手金具本体４における継手端板
１３と椀状体５とで閉合構成する３次元的タイドアーチ
効果を発揮し、かつ緯線方向および経線方向の双方の抵
抗力の発揮により高剛性で高強度のコンクリートセグメ
ントの継手構造とすることができ、また前記従来の継手
構造と同程度の剛性および強度を得るのに、使用材料を
少なくして軽量にかつ低コストで製作できる。

第９図ないし第１２図はこの発明第２実施９１Ｊを示す
ものであって、ボルト挿通孔６を有する継手端板１６に
円筒体１４の一端部が連設されると共に、前記継手端板
１３の巾方向の両端部および円筒体１４の両側外面にわ
たって一対の側板１８が連設されて、継手金具本体４が
構成され、その継手金具本体４に複数のアンカー鉄筋嵌
挿用チー・母−孔１９が設けられ、頂部にビルト挿通孔
６および孔補強部２０を有する椀状体５と、前記チー・
ぐ−孔１９を有する継手金具本体４とは、鋳造により一
体に形成され、かつアンカー鉄筋９におけるテーノＲ端
部２１が前記チー・セ孔１９に嵌合係止されて、継手金
具２が構成され、コンクリートセグメント１における各
結合端部に継手金具２が埋込固定され、さらにコンクリ
ートセグメント１には継手金具２の背部においてボルト
挿入締結用空間１２が設けられている。第２実施例の場
合、アンカー鉄筋９の端部に雄ねじを設けて、その雄ね
じを継手金具本体４に設けたねじ孔に螺合連結してもよ
い。

第１３図ないし第１５図はこの発明の第６実施例を示す
ものであって、各アンカー鉄１ｆＪ９の中心線とボルト
挿通孔６の中心線と？結ぶ平面上に位置する補強リプ２
２が、孔補強部２０を有する椀状体５と円筒体１４とに
一体に結合されているが、その他の構成は第２笑施例の
場合と同様である。

第５実施例の場合、必要に応じ、第１６図に示すように
、継手金具本体４の巾方向中央部を通る円筒体１４の上
部半径線上に位置する補強リプ２６を、孔補強部２０を
有する椀状体５と円筒体１４とに一体に結合してもよく
、また前記補強リプ２５の他に、継手金具本体４の中方
向中央部を通る円筒体１４の下部半径線上に位置する補
強リプ２４を、孔補強部２０を有する椀状体５と円筒体
１４とに一体に結合してもよい。

継手金具本体４に補強リプ２２〜２４を設けない場合は
、隣り合うセグメントの継手金具２におけるボルト挿通
孔５，６にビルトを挿通して締付けた場合、継手金具本
体４は第１７図に２点鎖線で示すように変形する。すな
わち、円筒体１４における側板１８の側のアンカー鉄筋
９とボルト挿通孔６とを結ぶ線上における開放端部Ｐは
、ボルト挿通孔６に向かって変位しようとし、かつ両側
の側板１８の中間部にある円筒体１４の開放端部Ｑはボ
ルト挿通孔６から離反する方向に変位しようとする。

そこでアンカー鉄筋９の中心線とボルト挿通孔６の中心
線とを結ぶ平面上に位置する補強リプ２２を椀状体５と
円筒体１４とに一体に結合しておけば、前記開放端部Ｐ
がボルト挿通孔６に向かって変位するのを防止すること
ができ、かつ前記補強リプ２２が、ボルト荷重作用点で
ある孔補強部２０と反力点であるアンカー鉄筋９の支持
部および荷重伝達部である椀状体５とに一体的に結合さ
れて梁効果を発揮し、そのため前記継手金具本体４およ
び椀状体５によるタイドアーチ効果と相俟って、より一
層の高剛性化を図ることができる。

また前記補強リブ２３を設けることにより、前記開放端
部Ｑが円筒体外方へ変位するのを防止できるので、補強
リブ２２および補強リブ２５の双方を設けることにより
、継手金具２の剛性を著しく向上させることができる。

前記補強リブ２２゜２６に加えて補強リブ２４を設けれ
ば、継手金具２の剛性をさらに向上させることができる
。

第１８図ないし第２０図はこの発明の第４実施例を示す
ものでろって、継手金具本体４における巾方向の両側の
側板１８の間において、円筒体１４の端部の外側に補強
フランジ２５が一体に設けられているが、その他の構成
は第２実施例の場合と同様でおる。第４実施例の場合、
第２１図および第２２図に示すように、円筒体１４の、
端部の外側の全周に補強フランジ２５を一体に設けても
よく、あるいは円筒体１４の端部の内側全周に補強フラ
ンジを一体に設けてもより。

第１８図ないし第２０図に示すように、継手金具本体４
における巾方向の両側の側板１８の間において、円筒体
１４の端部に補強フランジ２５を一体に設けておけば、
前記補強リブ２６を設けた場合と同様に、前記両側の側
板１８の間にある円筒体１４の開放端部Ｑが外側に変位
するのを防止して、円筒体１４の面外曲げ剛性を向上さ
せることができる。

前記補強フランジ２５は、円筒体１４の面外曲げ剛性向
上効果の他に、円筒体１４の面内曲げ剛性の増加にも寄
与しているので、円筒体１４の剛性を著しく向上させる
ことができる。

第２１図および第２２図に示すように、円筒体１４の端
部の全周に補強フランジ２５を一体に設ければ、円筒体
１４の剛性をさらに向上させることができる。また前記
補強リブ２２または補強リブ２２．２５あるいは補強リ
ブ２２，２３．２４と補強フランジ２５とを併用すれば
、円筒体１４に極めて高い剛性を付与することができる
。

第２５図ないし第２７図はこの発明の第５実施例を示す
ものであって、２つのボルト挿通孔３および多数のアン
カー鉄筋螺合用ねじ孔２６を備えている継手金具本体４
と、前記各ボルト挿通孔３に対向するボルト挿通孔６を
頂部に備えている２つの椀状体５とが鋳造により一体に
形成され、かつ継手金具本体４における継手端板１６の
外面にコーキング溝２７およびシール溝２８が設けられ
、さらに各ねじ孔２６にアンカー鉄筋９の端部に設けら
れた雄ねじ部２９が螺合連結されて、継手金具２が構成
され、コンクリートセグメント１における各結合端部に
継手金具２が埋込固定され、またコンクリートセグメン
ト１には継手金具２の背部においてボルト挿入締結用空
間１２が設けられ、そのセグメントの周面にも、コーキ
ング溝およびシール溝が設けられる。

なお第２実施例ないし第５実施例の場合も、第１実施例
の場合と同様の３次元的タイドアーチ効果を発揮する。

この発明を実施する場合、前記アンカー鉄筋９はコンク
リートセグメントの鉄筋と別個のものでもよく、また継
手金具本体４をコンクリートセグメントに埋設される鉄
筋に予め溶接等により固定して、その鉄筋をアンカー鉄
筋としてもよい。さらにまた、アンカー鉄筋９としては
外面に凹凸を有する異形鉄筋を使用してもよい。

コンクリートセグメント１としては、鉄筋コンクリート
セグメント、鉄骨鉄筋コンクリートセグメント、コンク
リートと鋼板とを一体化するかあるいはそれらに鉄筋を
併用した合成コンクリートセグメント、コンクリートに
鋼繊維または合成繊維を混入した繊維補強コンクリート
セグメント等を使用することができる。

前記椀状体５の形状は、フットボールを２分割した半楕
円球状であってもよく、あるいは開口部が４角形になっ
ている採光ドーム状でめってもよい。また椀状体５と継
手端板１６との間の空間に、ボルト挿入空間を残してモ
ルタルまたは合成樹脂等の低収縮硬化性材料を充填して
もよい。

また継手金具本体４と椀状体５の周縁とを溶接または接
着剤等により一体に接合しなくても、椀状体５の中央部
にボルトによる締付力が作用したとき、椀状体５の周縁
が継手金具本体４に対し滑動しなければこの発明におけ
る６次元的アーチ効果が発揮される。

第２８図および第２９図は椀状体５の周縁を継手金具本
体４に対し一体に接合することなく滑動を防止する手段
の例を示すものであって、継手金　−具本体４に椀状体
５の周縁を支承する環状斜面５０が形成され、この環状
斜面６０の傾斜角は、椀状体５の中央部に作用するボル
トの締付力により椀状体５の周縁が環状斜面６０の上を
滑動しないように設定される。

第２８図の場合は、椀状体５の周縁に設けられた環状溝
に環状止水リング３１が嵌合されている。

この環状止水リング６１は前記環状斜面６０に設けられ
た環状溝に嵌合されてもよい。またセグメントの運搬あ
るいは取扱中に、椀状体５が継手金具本体４から脱落す
るのを防止し、かつその椀状体５を所定の位置に保持し
ておく目的で、継手金具本体４における円筒体１４の内
面に、複数の係止用ばね３２の基端部が、溶接、接着剤
またはビス等により固定され、椀状体５を円筒体１４内
に挿入していくと、係止用ばね６２の傾斜部分が椀状体
５により鎖線で示す位置まで押圧変形され、椀状体５が
係止用ばね３２の先端部を通過すると、係止用ばね５２
が復元変形して椀状体５の背面に係合し、椀状体５が所
定の位置に保持される。第２８図の場合は、椀状体５の
全周縁が環状斜面３０に接触しているので、剛性を損な
うことなく止水することができる。

第２９図の場合は、椀状体５０周縁と環状斜面６０との
間に環状上水材６６が介在され、かつ椀状体５が継手金
具本体４から脱落するのを防止すると共に、その椀状体
５を所定の位置に保持しておく目的で、椀状体５の背面
に係合する複数のストッパ６４が継手金具本体４におけ
る円筒体１４の内面に溶接または接着剤等により固定さ
れている。前記ストッパ６４を取付ける場合、椀状体５
を継手金具本体４における継手端板１３に向かって加圧
した状態でストツノぐ６４を円筒体１４に固定する。ま
た第２９図の場合、環状止水材６３を省略し、椀状体５
の周縁または環状斜面６０に環状溝を設けて、その環状
溝に環状止水リングを嵌合してもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、コンクリートセグメント１の結合端
部に埋込固定された継手金具２が、ボルト挿通孔６を備
えている継手金具本体４と、その継手金具本体４に周縁
が滑動しないように接合されている椀状体５とにより構
成され、その椀状体５の頂部に前記ボルト挿通孔６に対
向するボルト挿通孔６が設けられているので、隣り合う
セグメントをボルトにより締付結合した際に、椀状体５
の頂部に作用するビルト引張力は、その頂部から椀状体
５の底部周縁部と継手金具本体４との結合部に向かって
放射状に流れ、かつこのとき椀状体５はその椀状形状に
より緯線方向にも引張抵抗力もしくは圧縮抵抗力を発揮
し、そのため前記従来の継手構造に比べて、内部エネル
ギーの吸収能力を高めることができ、さらに継手金具本
体４は、ボルト挿通孔３を中心として放射方向に引張抵
抗を発揮し、したがって、ボルト挿通孔３，６を通る多
方向の面内でのタイドアーチ効果すなわち６次元的タイ
ドアーチ効果を発揮するので、高剛性で高強度のコンク
リートセグメントの継手構造とすることができ、また前
記従来の継手構造と同程度の剛性および強度を得るため
には、使用材料を少なくして軽量にかつ低コストで製作
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の第１実施例を示すもの
であって、第１図はコンクリートセグメントの継手構造
の縦断側面図、第２図は継手金具の一部切欠斜視図、第
６図はその一部横断平面図、第４図は継手金具の一部縦
断背面図、第５図はその正面図、第６図はこの発明の継
手金具を有するコンクリートセグメントの斜視図である
。第７図および第８図は継手金具における継手金具本体
と椀状体との接合部の他の例を示す縦断側面図である。 第９図ないし第１２図はこの発明の第２実施例を示すも
のであって、第９図はコンクリートセグメントの継手構
造の縦断側面図、第１０図は継手金具の一部切欠斜視図
、第１１図はその一部切欠平面図、第１２図は継手金具
の背面図である。第１３図ないし第１５図はこの発明の
第５実施例を示すものであって、第１３図は継手金具の
一部切欠斜視図、第１４図はその一部切欠平面図、第１
５図は継手金具の背面図である。第１６図は継手金具の
他の例を示す背面図、第１７図は第２実施例の継手金具
における継手金具本体がボルトｍ付力により変形すると
きの状態を示す背面図、第１８図ないし第２０図はこの
発明の第４実施例を示すものであって、第１８図は継手
金具の一部切欠斜視図、第１９図はその一部切欠平面図
、第２０図は継手金具の背面図である。第２１図は継手
金具の他の例を示す一部切欠斜視図、第２２図はその背
面図である。 第２３図ないし第２７図はこの発明の第５実施例を示す
ものであって、第２５図はコンク’Ｊ　−トセグメント
の継手構造の縦断側面図、第２４図は継手金具を斜め前
方から見た斜視図、第２５図は継手金具を斜め後方から
見た斜視図、第２６図は継手金具の一部切欠平面図、第
２７図はその背面図である。第２８図および第２９図は
継手金具の他の例を示す縦断側面図である。 第６０図ないし第５２図は従来のコンクリ−トセグメン
トの継手構造を示すものであって、第６０図は横断平面
図、第６１図は縦断側面図、第５２図は継手金具の斜視
図である。 図において、１はコンクリートセグメント、２は継手金
具、３はボルト挿通孔、４は継手金具本体、５は椀状体
、６はボルト挿通孔、９はアンカー鉄筋、１２はボルト
挿入締結用空間、１３は継手端板、１４は鋼製円筒体、
１６は鋼板製溝形カバー、１７は鋼製端板、１９はチー
・セー孔、２１はテーパ一端部、２２〜２４は補強リブ
、２５は補強フランジ、２６はねじ孔、２９は雄ねじ部
でＳＪ１ ＳＪ１ へ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンクリートセグメント１の結合端部に埋込固定された
   継手金具２が、ボルト挿通孔３を備えている継手金具本
   体４と、その継手金具本体４に周縁が滑動しないように
   接合されている椀状体５とにより構成され、その椀状体
   ５の頂部に前記ボルト挿通孔３に対向するボルト挿通孔
   ６が設けられていることを特徴とするコンクリートセグ
   メントの継手構造。