JPH03224991A - 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） 本発明は、トンネルのシールド工法で使用されるセグメ
ントの継手構造に関する。

（従来の技術） 従来、セグメントピースを締結するために設けられるセ
グメント継手には、直ボルト継手、曲りボルト継手等が
あり、ボルト締結によるものであった。

（発明が解決しようとする課題） 前記ボルト継手におけるボルトの本数、位置等は、プレ
ストレス、曲げモーメント及び引張応力等を考慮して決
定されるが、ボルトは接合面を形成する継手部材に貫通
する必要があること、及びナツトを螺合する必要がある
こと等によって、締結位置が限定され、曲げ強度を向上
することが困難であった。

即ち、継手部の曲げ強度は、継手部材の強度にボルトか
ら曲げ中心（継手部材の内・外縁）までの距離を乗じた
ものであるが、ボルトは接合面の中央部分を貫通し、継
手部材の内・外縁又はその近傍に設けることが困難であ
るため、曲げ中心までの距離を長くすることができなく
、曲げ強度を大きくすることが困難になっている。

また、ボルト継手の場合は、ボルト締結作業の工数が多
く且つ手間がかかるため、施工コストが高くなっている
。

本発明は、セグメント継手部に設けた雌雄爪部及び凹凸
状係合部の嵌め合せによってセグメントピース間を結合
することにより、セグメントピースの周方向離脱を阻止
した上で、前記従来技術の問題点を総て解決できるよう
にしたセグメントの継手構造を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 本発明における課題解決のための具体的構成は、周方向
に隣り合うセグメントの周方向端部を接合するセグメン
トの継手構造において、一方のセグメント１の継手部４
Ａには、径方向中途部の凹凸状の係合部ＰＯと、この係
合部ＰＯより内・外周側の雌雄爪部ＭＡ、ＷＡとが夫々
形成され、他方のセグメント１の継手部４Ｂには、前記
一方のセグメント１の継手部４八を軸方向にずらした状
態で面接触させてから軸方向位置合せをすることにより
、前記係合部ＰＯと係合してセグメント１，１の径方向
相対位置を固定する被係合部ＯＰと、前記一方の＃雄爪
部ＭＡＷへと夫々係合してセグメント１．１の周方向相
対位置を固定する雌雄爪部ＭＢ、ＷＢとが夫々形成され
ているものである。

（作　用） 一方のセグメン１〜１の継手部４Ａに対して、これに周
方向に隣接されるセグメント１の継手部４Ｂを軸方向に
ずらした状態で面接触させ、そして軸方向位置を合わせ
るように接合する側のセグメント１を軸方向に摺動して
いくと、径方向中途部の係合部ＰＯ及び被係合部叶が係
合し、径方向内外方向にずれ動かない状態となり、剪断
力に対抗可能となり、これと同時に係合部ＰＯ及び被係
合部ＯＰより内・外周側の雌雄爪部Ｈ＾、−八と雌雄爪
部ＭＢ、ＷＢとは係合し、継手部４Ａ、４Ｂの周方向相
対位置を固定し、曲げモーメントに対抗可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図に示す第１実施例において、ｌはＡ型セグメ
ント（標準セグメント）及びＢ型セグメント（キー隣接
セグメント）として使用されるセグメントで、第５図に
示すに型セグメント２と共に周方向に隣り合わせて組立
てられて、セグメントリングの１つのピースを構成する
ものである。

前記セグメント１は周方向両端の接合面３を形成する継
手部４と、軸方向両端の主桁部５と、内周面を形成する
スキンプレート６とで箱形の枠体７を形成し、その枠体
７内にコンクリート８を充填させて形成されたもので、
枠体７内には鉄筋が埋設されることもある。

主桁部５にリング間継手構造を構成するためのボルト等
の貫通用孔９が周方向に一定ピッチで複数形成されてい
る。この孔９の代りにピンホゾ継手のためのビン又はホ
ゾを設けても良い。

セグメント１の周方向両端の継手部４は、雌雄逆形状と
なっており、セグメント１の一方の継手部４＾はこれに
隣り合うセグメント１の他方の継手部４Ｂと保合可能な
形状となっている。

一方の継手部４＾の接合面３Ａには、外周面１１側に雄
爪部ＭＡが、内周面１２側には雌爪部目が、夫々軸方向
に離れて２箇所ずつ形成されている。雄爪部ＭＡはへこ
みａ及び突部すとそれらの間に位置するテーパ面Ｃとを
有しており、雌爪部譬＾は内周面１２より径内側へ突出
した突部ｄとその背面のテーパ面ｅとを有している。

また、接合面３Ａには径方向中途部の軸方向両側に凹凸
状係合部ＰＯとなる凸部ＰＡと凹部０八とが夫々形成さ
れている。

他方の継手部４Ｂの接合面３Ｂは一方の接合面３Ａと略
雌雄対称形であって、外周側には前記雄爪部ＭＡと嵌合
すべく、へこみｆを介して突出した凸部ｇとその背面の
テーパ面りとを有する爪部ＷＢが形成され、内周側には
径内側へフック状に突出した突部ｊによって形成された
へこみｋ及びテーパ面ｌを有する雄爪部ＭＢが形成され
ている。

また、接合面３Ｂの径方向中途部には、前記接合面３＾
の凹凸部ＰＡ、ＯＡ　と対向して嵌合する凹凸状被係合
部叶としての凸凹部ＰＢ、ＱＢが形成されている。

前記２つの雌爪部ＷＢの内の一方は軸方向長さが他方の
略２倍の長尺雌爪部ＷＢＩ、になっており、より正確に
は、長尺雌爪部ＷＢＩ、の長さはそれと係合する雄爪部
ＭＡと凸部ＰＢとの軸方向長さの和より長く形成される
。

各継手部４Ａ、４Ｂのテーパ面ｃ、ｅ、ｈ、　ｐ、は各
接合面３Ａ、３Ｂに対しで路間し方向に傾斜しており、
且つ軸方向にテーバを有している。

係合部ＰＯ及び被係合部ＯＰの径方向内外面は接合面３
Ａ、３Ｂに対して直角であっても傾斜していても良いが
、前記テーパ面ｃ＋ｅ＋ｈ、　ｊ２と同様に軸方向にテ
ーパ角が設けられる。

即ち、継手部４Ａ、４Ｂは軸方向に凹凸部ＰＢの長さ分
だけずらし、径方向に突部すの高さ分だけずらして突合
わせ、接合面３＾、３Ｂを面接触（第１図α方向に移動
）し、径方向に位置合わせをするようにセグメント１の
接合側を径方向（第１図β方向）に摺動し、雌爪部ＭＡ
、ＭＢを雌爪部ＷＡ、ＷＢに係合して、凹凸状の係合部
ＰＱと被係合部ΩＰの径方向位置合わせをし、その後、
前記セグメント１を軸方向（第１図α方向）に摺動する
と、全雌雄爪台−が正規位置で係合して、セグメン日、
■の周方向相対位置を固定し、これと同時に係合部ＰＱ
と被係合部ＯＰを係合してセグメントＬｌの径方向相対
位置を固定し、この軸方向摺動のときに各テーパ面ｃ、
ｅ、ｈ、　１．及び凹凸部Ｐ、０のテーパ面はテーバ結
合して、両セグメント１．１の継手部４Ａ、４Ｂのガタ
をなくす。

第５図に示すに型セグメント２は周方向両端に継手部４
Ｂの接合面３Ｂが形成されていて、その両側で対向する
Ｂ型セグメント”の接合面３八に係合される。このＢ型
セグメント１゛としては、第１図に示すセグメント１と
同一のものを使用しても良いが、Ｋ型セグメント２によ
るキー機能をより確実に発揮させるために、Ｋ型セグメ
ント２とＢ型セグメント１゛とを接合する接合面３Ａ、
３Ｂを、セグメントの半径方向に対して傾斜させたもの
を適用しても良い。

第６図に示す第２実施例はコンクリートを充填しない鋼
製又は鋳造製のセグメントを示しており、鋼製セグメン
トの場合は、鋼板を溶接するか又は形鋼を使って箱形の
枠体７が形成され、周方向両端の接合面３を有する継手
部４Ａ、４Ｂを形成する鋼板の表面及び背面側に凹凸部
が形成されている。

一方の継手部４Ａは、鋼板表面にＬ字形部材を溶接して
外周側雄爪部ＭＡが形成され、鋼板背面側を切欠いて内
周側雌爪部ＨＡが形成され、また鋼板表面の径方向中途
部に角材を溶接して凸部ＰＡを、切欠いて凹部口Ａを夫
々形成している。

他方の継手部４Ｂは、継手部４八を径方向内外を反転し
た形状で、外周側雌爪部−Ｂ、内周側雄爪部ＭＢ及び凹
凸部ＰＲ，ＱＢが夫々形成され、α方向（周方向）に移
動して接合面３Ａ、３Ｂを面接触した後、β方向（径方
向）に位置させ、且つγ方向（軸方向）に位置合わせを
することにより、継手部４Ａ、４Ｂは結合される。

尚、各継手部４Ａ、４Ｂの２つの雌爪部−Ａ、ＷＢの内
の一方は長尺雌爪部ＷＡＬ、−肛となっており、また、
両継手部４Ａ、　４Ｂはセグメントの内外周面１１．１
２から突出する部分をもっていない。

第７図に示す第３実施例は鉄筋コンクリート製セグメン
トを示しており、セグメント１を主構成するコンクリー
ト８に継手４Ａ、　４Ｂの雄爪部Ｈ＾、　ＭＢを形成す
るＬ字形金具１４と、雌爪部ＷＡ、　ＷＢを形成するコ
字形金具１５と、ピンホゾ９を形成する孔付き平金具１
６とが埋設され、係合具ＰＯ及び被係合部ＯＰの凹部０
と凸部Ｐとはコンクリート自体で形成されている。

この第３実施例も前記第１．２実施例と同様に、セグメ
ント１をα方向、β方向及びＴ方向に順次相対移動して
位置合わせをして、２つのセグメントを継合わせる。尚
、凹部口と凸部Ｐも金具で形成しても良い。

前記第１〜３実施例では、長尺雌爪部ＷＡＬ、ＷＢＬを
形成しておいて、継手部４Ａ、４Ｂを径方向にずらした
状態からβ方向へ位置合せをしなければならないが、長
尺雌爪部ＷＡＬ、ＷＢＬの奥側を接合面論、３Ｂ側へ開
放しておくならば、それらと保合する雄爪部ＭＡ、ＭＢ
が継手部４Ａ、４Ｂの周方向対向移動だけで雌爪部−Ａ
、ＷＢに軸方向対向可能となる。これを具体化したもの
が第４．５実施例である。

第８．９図に示す第４実施例において、セグメント１は
鋼製又は鋳造型であり、その周方向一端の継手部４Ａに
は外周側雄爪部ＭＡと内周側雌爪部ＷＡとが軸方向に３
箇所づつ形成され、中途部係合部ＰＯの凹部ＱＡが軸方
向全長にわたって形成され、周方向他端の継手部４Ｂに
は外周側雌爪部間と内周側雄爪部ＭＢとが形成され、中
途部係合部叶の凸部ＰＢが軸方向全長にわたって形成さ
れている。

各継手部４Ａ、　４Ｂの雄爪部ＭＡ、　ＭＢに前記各実
施例と同一であるが、雌爪部ＷＡ、　ＷＢは雄爪部ＭＡ
、　ＭＢと係合する部分に隣接して路間−長さの挿入部
１７を有しており、この挿入部１７は雄爪部ＭＡ、ＭＢ
を周方向に対向移動することによって嵌脱できる形状と
なっている。

従って、第４実施例では、２つのセグメント１を雄爪部
Ｈの長さだけ軸方向にずらし、径方向値置を合わせた状
態からα方向に移動して接合面３八３Ｂを面接触し、こ
れによって雄爪部Ｉを挿入部１７へ挿入し、凹凸ＯＡと
凸部ＰＲとを仮嵌合し、次に、γ方向（軸方向）に摺動
して、軸方向位置合ね−Ｕをすると、雄爪部門は挿入部
１７から雌爪部−に係合し、凹部口＾と凸部ＰＲとは完
全嵌合する。

尚、この第４実施例では、凹部０を継手部４Ｂに、凸部
Ｐを継手部４八に夫々形成したり、雌雄爪部門−を軸方
向２又は４箇所以上に形成したりしてもよい。

第１０．１１図は第５実施例の鋳造製セグメントを示し
ており、継手部４の形状は第４実施例と同一であり、雌
爪部圓及び挿入部１７はセグメント内部と連通していな
く、くぼみ状に形成されている。

尚、第２〜５実施例は第１実施例と同様に、雄爪部−の
突部す、ｊ　に相当する部分と雌爪部Ｗのへこみｆ、ｋ
に相当する部分の保合は、軸方向にテーパ面を有してい
て、テーパ係合されるようになっており、係合部ＰΩと
被係合部ＯＰの係合は、ストレート係合であってもテー
パ係合であっても良い。

２ 第１２〜１５図は第６実施例を示しており、この実施例
はコンクリート製、鋳造型、鋼製等のセグメントに適用
可能である。

第６実施例のセグメント１の継手部４Ａは、接合面３Ａ
の径方向中途部に凹凸状係合部ＰＱとなる凸部Ｐ＾と凹
部ＯＡとが夫々形成され、凸部ＰＡと凹部口Δとはセグ
メント１の軸方向外端部から中央側まで延設され、中央
側でオーバラップしていて、凸部ＰＡの中央側端部との
間に段部２０を形成している。

継手部４Ｂは継手部４Ａと面対称形状であり、凸部ＰＢ
と凹部ＯＢから成る被係合部ＯＰを有し、凸部ＰＡに凹
部ＱＢが対向し、凹部ＯＡに凸部ＰＢが対向し、軸方向
にずらした状態で接合面３Ａ、３Ｂを面接触させると、
被係合部叶は不完全位置であるが係合部ＰＱと係合し、
軸方向の位置合せをすると、係合部ＰＯと被係合部ＯＰ
とは完全係合し、それらの段部２０が互いに面接係合し
て、両セグメント１，１の径方向位置を固定すると共に
周方向の離脱阻止をする。

前記各凸部Ｐ及び凹部口のセグメント軸方向中央側の端
面ば傾斜面２１．２２となっていて、軸方向の押圧力に
よって、周方向の結合がより増強されるように構成され
ている。

前記各凸部Ｐは、セグメント径方向の幅Ｓが接合面３Ａ
、３Ｂ側でストレートであるが、先端側では傾斜面２１
から途中までがセグメント軸方向と平行なストレートで
あって、その中途部から外端部までは末広がり状となっ
ており、この末広がり部分が雄爪部属となっている。即
ち、凸部ＰＡ、ＰＢの軸方向外端部にはそれより内・外
周側へ突出した雄爪部Ｈ＾、ＭＢが夫々形成されている
。

これに対応して、各凹部０はセグメント径方向の幅が接
合面３Ａ、３Ｂ側でストレートであるが、奥側では傾斜
面２２から途中までがセグメント軸方向に平行なストレ
ートであって、その中途部から外端部までは末広がり状
の雌爪部Ｗとなっている。

即ち、凹部ＱＰ、ＱＢの軸方向外端部にはそれより内・
外周側へ突出した雌爪部ＷＡＪＢが夫々形成されている
。

換言すると、凸部Ｐの外端部は蟻柄形状で、内・外周側
に１対の雄爪部−を連続形状しており、凹部０の外端部
は蟻溝形状で、内・外周側に１対の雌爪部−を連続形成
しており、雌雄爪部Ｍ、Ｗはセグメントの軸方向位置合
わせによって係合する。

前記雌雄爪部Ｍ、Ｗは凸部Ｐと凹部０の内・外周側の一
方だけでも良い。この雌雄爪部Ｍ、Ｗは軸方向にも接合
面３から周方向に離れる方向ムこもテーバとなっている
ので、軸方向位置合せをして係合することにより、２つ
のセグメン１−１１は周方向及び径方向にガタのない結
合が得られる。

（発明の効果） 以上詳述した本発明によれば、隣り合うセグメント１，
１の継手部４Ａ、　４［１を面接触させた後に軸方向位
置合せをすることにより、係合して接合するので、組立
て作業が簡単且つ容易にでき、施工コストを低下させる
ことが可能になり、継手面４Ａ、４Ｂは内外周の雌雄爪
部ＭＪＩが咬合するので、曲げ中心からの距離をボルト
締結に比して大きく採れ、曲げ強度を向上することがで
き、又は継手部４の桁高さを小さくすることができ、し
かも凹凸状係合部ＰＯ及び被係合部ＯＰも係合するので
、剪断強さ５ も確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の第１実施例を示しており、第１図
はＡ型セグメントの分解斜視図、第２図は継手部分の側
面図、第３図はセグメントの断面側面図、第４図は継手
部４への正面図、第５図は第１実施例に使用されるＢ−
に型セグメントの継手部分を示す側面図、第６図は第２
実施例を示す分解面図、第１０．１１図は第５実施例を
示す一方の継手部の斜視図と継手部分の断面図、第１２
〜１５図は第６実施例を示しており、第１２図は分解斜
視図、第１３図は、分解断面図、第１４．１５図は継手
部４Ａの正面図と側面図である。 １・・・セグメント、３・・・接合面、４・・・継手部
、１１・・・外周面、１２・・・内周面、−・・・雌爪
部、Ｈ・・・雄爪部、Ｐ・・・凸部、０・・・凹部、Ｐ
Ｑ・・・係合部、Ｏｒ・・・被係合部。 第１３ 図 Ｐ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周方向に隣り合うセグメントの周方向端部を接合
   するセグメントの継手構造において、一方のセグメント
   （１）の継手部（４Ａ）には、径方向中途部の凹凸状の
   係合部（ＰＱ）と、この係合部（ＰＱ）より内・外周側
   の雌雄爪部（ＭＡ）（ＷＡ）とが夫々形成され、 他方のセグメント（１）の継手部（４Ｂ）には、前記一
   方のセグメント（１）の継手部（４Ａ）を軸方向にずら
   した状態で面接触させてから軸方向位置合せをすること
   により、前記係合部（ＰＱ）と係合してセグメント（１
   ）（１）の径方向相対位置を固定する被係合部（ＱＰ）
   と、前記一方の雌雄爪部（ＭＡ）（ＷＡ）と夫々係合し
   てセグメント（１）（１）の周方向相対位置を固定する
   雌雄爪部（ＭＢ）（ＷＢ）とが夫々形成されていること
   を特徴とするセグメントの継手構造。