JPH04149394A - 可撓継手装置 - 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］ 本発明は可撓継手装置に関し、更に詳しくは、地中や水
中等に配設される例えばトンネル−次覆正月セグメント
　竪坑等のような部材間を相互接続するための可撓継手
装置に関する。

［従来技術］ 従来より、掘削したトンネル内に筒状の一次覆工用セグ
メントを次々と連設するトンネル工法においては、地盤
沈下、地殻変動、地震等によるセグメント破壊を防止す
る目的で、任意のセグメント間にいわゆる可撓セグメン
トと称される可撓性シール継手装置が設けられている。

この可撓性シール継手装置は、セグメント内部のシール
を主目的とした弾性シール部材と、土圧、水圧等の外圧
に抗して両セグメント間を連結する強度構造物としての
可撓継手装置との組合せ構造となっており、従来の代表
的な可撓継手装置は、両セグメントの環状接続部の周方
向に沿って互いに間隔をあけて配設される複数個の連結
棒を備え、各連結棒の両端部分は再環状接続部側にそれ
ぞれ設けられた取付は穴に遊嵌し、各連結棒の両端と中
央部とに設けられたストッパ部とにより、取付は穴に対
する連結棒の長手方向相対移動量を規制する構造となっ
ている。

一方、竪坑の発進用又は到達用エントランスとトンネル
セグメントとの接続箇所は一般にコンクリートで固めら
れているのが実情である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成を有する従来の可撓継手装置においては、連結
棒は、取付は六の外周が連結棒の両端又は中央のストッ
パに当接するまで両セグメントに対し長手方向に相対変
位可能であり、これにより両セグメントの軸線方向の相
対変位を吸収することができる。また、連結棒は取付は
穴内で遊動可能であるので、連結棒と取付は六との間の
隙間の範囲内で両セグメントのせん断方向の相対変位を
吸収することができるが、この方法では両セグメント間
のせん断方向の相対変位吸収量に限界があり、両セグメ
ントのせん断方向変位を吸収しきれず破壊してしまう虞
れがあった。

一方、竪坑の発進用又は到達用エントランスとトンネル
セグメントとの接続箇所は、上述したように、コンクリ
ートで固められているため、竪坑エントランスとトンネ
ルセグメントとの接続箇所に応力集中が生じて破壊に至
る虞れがあった。

したがって、本発明の目的は、２つの部材間を相互接続
するための可撓継手装置であって、両部材間の相対変位
を十分に吸収しつつ両部材間を強固に連結することがで
きる可撓継手装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための手段として、本発明は、２つ
の部材間を相互接続するための可撓継手装置であって、
互いに間隔をあけて配設されて両部材間を繋ぐ複数個の
継手部材を備え、各継手部材は一端部側が互いに長手方
向に摺動可能に嵌合する一対の可動嵌合金具を備え、各
可動嵌合金具の他端部側は対応する部材に対しそれぞれ
揺動可能に取り付けられていることを特徴とする可撓継
手装置を提供する。

上記構成を有する可撓継手装置を用いれば、両部材間が
複数個の継手部材によって強固に連結され、しかも、両
部材間の相対変位を各継手部材における一対の可動嵌合
金具の相互摺動変位及び揺動変位によって吸収すること
ができる。この場合、可動嵌合金具の揺動角範囲は任意
に設定可能であるので、両部材間のせん断方向の相対変
位に対する許容度が増大する。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例につき詳細に説明
する。

第１図ないし第５図は本発明に係る可撓継手装置をトン
ネルの一次覆工用セグメントの環状接続部に適用した場
合の一実施例を示したものである。

はじめに第３図を参照すると、シールド工法においては
、シールド掘削機によって地中に掘削形成されたトンネ
ル内に順次に筒状の一次覆工用セグメント２，２・・・
が連設される。このようにして形成される一次覆工の適
所、例えば第３図中符合３で示す箇所に、予め継手用隔
壁（図示せず）が設けられ、この継手用隔壁が取り除か
れた後、後述する可撓セグメント１０が継手用隔壁の両
側の筒状隔壁すなわちセグメント２．２間に設けられる
。

本発明に従う可撓継手装置は二の可撓セグメントに組み
込まれている。

第３図に示すように、可撓継手装置は継手用隔壁が取り
除かれた後の両セグメント２，２の環状接続部１１．１
１間を繋ぐ複数個の継手部材２０を備えており、継手部
材は環状接続部１１．１１の周方向に沿って互いに間隔
をあけて配設されている。

第１図及び第２図を参照すると、各継手部材２０は、一
端部側が互いに長手方向に摺動可能に嵌合する一対の可
動嵌合金具２１．２２を備えており、各可動嵌合金具２
１．２２の他端部側は対応する環状接続部１１．１１に
対しそれぞれ揺動可能に取り付けられている。

更に詳しくは、この実施例では、各可動嵌合金具２１．
２２は、対応する環状接続部１１．１２の開口中心に対
する接線方向に平行な軸線ＸＩ。

Ｘ２を中心としてそれぞれ揺動可能であり、更に、対応
する環状接続部１１．１１の開口中心に向かう軸線Ｘ３
．Ｘ４を中心としてそれぞれ揺動可能であり、更に、対
応する環状接続部１１．１１の開口中心に平行な軸線Ｘ
５．Ｘ６を中心としてそれぞれ揺動可能である。

このような３軸周りの揺動運動を可能にするために、先
ず、Ｌ字形の取付金具２３．２４が軸線Ｘ５．Ｘ６と同
軸に延びるボルト２５．２６によって環状接続部１１．
１１に対し軸線Ｘ５．Ｘ６の周りにそれぞれ回動可能に
取り付けられており、取付金具２３．２４の脚片部には
ヒンジ取付金具２７．２８が軸線Ｘ３．Ｘ４と同軸に延
びるボルト２９．３０によって軸線Ｘ３．Ｘ４の周りに
それぞれ回動可能に取り付けられており、ヒンジ取付金
具２７．２８には、互いに長手方向に摺動可能に嵌合す
る揺動金具３１．３２が軸線ＸＩ、Ｘ２と同軸に延びる
ヒンジビン３３．３４によって軸線ＸＩ、Ｘ２の周りに
それぞれ回動可能に取り付けられている。一方の揺動金
具３１は二叉ヨーク状に形成されており、第２図に示す
ように、この揺動金具３１には他方の揺動金具３２を長
手方向に摺動可能にガイドするための複数個のガイドス
トッパ３５が取り付けられており、他方の揺動金具３２
の先端にはガイドストッパ３５に当接可能なストッパ３
２ａが設けられている。二のストッパ３２ａがガイドス
トッパ３５に当接することにより、継手部材２０の最大
許容長さが規定される。

更に、この実施例では、周方向に配列された複数個の゛
継手部材２０の外周を覆うことにより継手部材２０を外
部に対し保護するための弾性被覆部材３６が両セグメン
ト２，２の環状接続部１１゜１１間に設けられており、
この弾性被覆部材３６は取付金具２３．２４と対応する
環状接続部１１゜１１との間に挟持されている。

継手部材２０の内側には、仮想線で示す環状の弾性シー
ル部材３７が設けられる。この弾性シール部材３７は外
圧に抗してセグメント１１．１１の内部のシール性を確
実に保つためのものである。

弾性シール部材３７としては従来より可撓セグメントに
用いられているものを適用することができ継手部材２０
１弾性被覆部材３６及び弾性シール部材３７により、可
撓セグメント１０が構成されている。

上記構成を有する継手部材２０は、セグメント２．２の
環状接続部１１．１１の開口中心軸線に沿った両セグメ
ント２．２の相対変位に対しては、揺動金具３１．３２
が長手方向に摺動変位することで吸収する。また、環状
接続部１１．１１の開口中心軸線に直交するせん断方向
の相対変位、角度的なずれ、或いは、ねじれ等に対して
は、第４図及び第５図に示すように、揺動金具３１．３
２が必要に応じて長手方向に摺動変位しつる、継手部材
２０の各部がその取付場所に応じて軸！ＸＩ〜ｘ６の周
りに揺動変位することで、それらの変位を吸収すること
ができる。

なお、軸線Ｘ５．Ｘ６の周りの揺動はセグメント２，２
のねじれ変位の吸収に役立つが、実際には地中における
セグメント２．２のねじれは起こりにくいので、軸線Ｘ
５．Ｘ６の周りには揺動しないようボルト２５．２６で
取付金具２３．　２４を弾性被覆部材３６と共に環状接
続部１１．ｌｉに固定してもよい、また、その変形例と
して、ａ々の取付金具２３．２４の代わりに、環状の散
会金具（図示せず）を環状接続部１１．１１に取し付け
、その環状取付金具に各ヒンジ取付金具２７２８をボル
ト２９．３０により回動可能に取り刊けるようにしても
よい。

第６図及び第７図は本発明の他の実施例を示したもので
ある。これらの図において、上記実施例と同様の構成要
素には同一の参照符号が付されている。

この実施例では、継手部材２０のヒンジ取付金具２７．
２８がボルト２５．２６によって環状接続部１１．１１
に取り付けられている。したがって、継手部材２０は環
状接続部１．１．１１の開口中心に対する接線方向に平
行な軸線ＸＩ　　Ｘ２すなわちヒンジビン３３．３４の
周りにのみ揺動可能である。この実施例においては、一
方の揺動金具３２が他方の揺動金具３１に対して長手方
向に摺動変位可能であると共に、揺動金具３１に設けら
れた左右一対のガイドストッパ３８．３８の間で軸！Ｘ
Ｉ、Ｘ２に平行な方向にも変位可能となっている。した
がって、軸線ＸＩ、Ｘ２に平行な方向のセグメント２，
２の相対変位に対しては揺動金具３２がガイドストッパ
３８．３８の間で軸線ＸＩ、Ｘ２に平行な方向に変位す
ることでその変位を吸収することができる。

更に、第１図〜第５図に示す実施例装置の各部の軸ｇＸ
１〜Ｘ４の周りの揺動変位と同様の動きを与える為の構
成として、第８図に示すような２軸自在継手４０をヒン
ジ取付金具２７（２８）と揺動金具３１（３２）との間
に設けてもよい、そしてこの場合５　ヒンジ取付金具２
７　（２８）は環状接続部１１に対し固定してもよい、
また、図示は省略するが、３軸周りの運動が可能なユニ
バーサルジヨイントをヒンジ取付金具と揺動金具との間
に適用してもよい。

更に、第１図〜第５図に示す実施例の変形例として、周
方向に間隔をあけた複数個の継手部材２０を環状接続部
１１．１１の間に内外二重に配設し、内外の継手部材２
０の間に上述した環状の弾性シール部材３７を配設して
もよい、また、この場合、弾性シール部材３７は、例え
ば内部を加圧した中空弾性環状部材とすることができる
。

第９図及び第１０図は本発明を竪坑の発進エントランス
４とトンネルセグメント２との接続部に適用した実施例
を示したものである。

エントランス４の内径は、セグメント２よりも大径のシ
ールド掘削機（図示せず）を通過させ得る寸法を有して
いる。従来はエントランス４とセグメント２との間の隙
間はコンクリート等で固められていたが、この実施例で
は、エントランス４に設けられた環状接続部４１とセグ
メント２の環状接続部１１との間に複数個の継手部材２
０が周方向に間隔をあけて設けられている。なお、第９
図及び第１０図において第１図〜第５図の実施例と同様
の構成要素には同一の参照符号が付されている。

この実施例では、各継手部材２０の可動嵌合金具２１．
．２２は環状接続部１１．４１の開口中心に対する接線
方向に平行な軸！ＸＩ、Ｘ２の周りに揺動可能であると
共に、環状接続部１１．４１の開口中心軸線に平行な軸
線Ｘ３．Ｘ４の周りに揺動可能となっている。

すなわち、可動嵌合金具２１．２２のヒンジ取付金具２
７．２８は環状接続部１１．４１に対しボルト２９．３
０を介してそれぞれ軸＠Ｘ３．Ｘ４の濁りに回動可能に
取り付けられている。また、揺動金具３１．３２はヒン
ジ取付金具２７．２８対しヒンジビン３３．３４を介し
てそれぞれ軸線ＸＩ、Ｘ２の周りに回動可能に取り付け
られている。揺動金具３１．３２は互いに長手方向に摺
動可能に嵌合しており、一方の揺動金具３２の先端に設
けられたストッパ３２ａと揺動金具３２を長手方向にガ
イドするガイドストッパ３５との当接によって継手部材
２０の最大許容長さが規定されるようになっている。

ヒンジ取付金具２８．２９と環状接続部１１゜４１との
間には、継手部材２ｏを外部に対して保護するための弾
性被覆部材４２の内外周縁部がそれぞれ挟持されている
。

更に、環状接続部４１には各継手部材２ｏのヒンジ取付
金具２８を取り付けるためのボルト３゜を通すボルト穴
４３が形成されているが、特にこの実施例では、各ボル
ト穴４３は環状接続部４１の開口中心に向かう方向に延
びる長大となっており、且つその両端部がほぼ直角に屈
曲した穴形状となっている。したがって、ボルト３ｏは
ボルト穴４３の両端部に係止可能であり、ボルト３ｏの
係合位置を切り換えることにより、ヒンジ取付金具２８
の取付は位置を環状接続部４１の開口中心に向かう方向
に切り換えることができる。

継手部材２０は上記構成を有するので、シールド掘削機
（図示せず）の発進時又はそれに続くセグメント２の配
設時には、第１１図に示すように、可動嵌合金具２２の
ヒンジ取付金具２８の取付は位置を開口中心側に切り換
えることにより、可動嵌合金具２２をそのまま利用して
エントランス４の内面とシールド掘削機又はセグメント
２の外周面との間のシール装置として用いることができ
る。

そしてその後、第９図及び第１０図に示すように他方の
可動嵌合金具２１と組み合わせることにより、エントラ
ンス４とセグメント２との間の可撓シール継手装置を形
成することができる。第９図及び第１０図に示す組付は
状態においては、継手部材２０は竪坑のエントランス４
とセグメント２との間の開口中心軸線方向の相対変位及
びせん断方向の相対変位を吸収しつつ土圧、水圧等の外
圧に抗してエントランス４とセグメント２とを接続状態
に保つことができる。

なお、図示は省略するが、周方向に間隔をあけて配設さ
れる継手部材２０をセグメント２の軸線方向に２重に設
け、２重継手部材２０．２０の間に更に弾性シール部材
を配設することが可能である。

以上、図示実施例及び幾つかの変形例につき説明したが
、本発明はそれらの態様に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載した発明の範囲内でその構成要素に
更に種々の変更を加えることができる１例えば、第９図
及び第１０図に示す実施例では揺動金具３１．３２がヒ
ンジ取付金具２７．２８に対しヒンジビン３３．３４を
介して揺動可能となっているが、弾性変形可能な連結部
を介して揺動金具３１．３２をヒンジ取付金具２７．２
８に対し同様に揺動可能に且つ一体に形成することがで
きる。また、本発明は、例えば竪坑の到達エントランス
とセグメントとの間、或いは、地中、°水中等に連設さ
れる異径の筒状隔壁間の可撓継手装置として適用するこ
ともでき、更に、筒状若しくは環状以外の形状を有する
両部材間に適用することもできる。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、相互
接続すべき両部材間を複数個の継手部材によって強固に
連結することができ、しかも、両部材間の相対変位を各
継手部材における一対の可動嵌合金具の相互摺動変位及
び揺動変位によって比較的広範囲に吸収することができ
る。したがって、両部材間の相対変位を十分に吸収しつ
つ両部材間を強固に連結することができる可撓継手装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をトンネルセグメント間の可撓セグメン
トに適用した場合の一実施例を示す可撓継手装置の縦断
面図、 第２図は第１図に示す可撓継手装置の継手部材の平面図
、 第３図は可撓継手装置を適用したトンネルセグメント連
設構造の一部破断斜視図、 第４図はセグメントがぜん断方向に相対変位したときの
上部継手部材の揺動状態を示す第１図と同様の図、 第５図はセグメントがぜん断方向に相対変位したときの
側部継手部材の揺動状態を示す図、第６図は継手部材の
揺動自由度を少なくした変形例を示す第１図と同様の図
、 第７図は第６図に示す継手部材の水平断面平面図、 第８図は継手部材に適用可能な揺動構造の変形例を示す
要部斜視図、 第９図は本発明を竪坑の発進エントランスとセグメント
との間の可撓性シール接続装置に適用した場合の可撓継
手装置の別の実施例を示す継手部材の正面図、 第１０図は第９図に示す継手部材の縦断面図、第１１１
！ｌはトンネルのシールド掘削時における継手部材の構
成部品の利用形態を示す縦断面図である。 ２・・・セグメント、 ｌＯ・・・可撓セグメント、 １１．４１・・・環状接続部、 ２０・・・継手部材。 ２］、２２・・・可動嵌合金具、 ３１．３２・・・揺動金具、 ｘ１〜ｘ６・・・揺動中心軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの部材間を相互接続するための可撓継手装置で
   あって、 互いに間隔をあけて配設されて両部材間を繋ぐ複数個の
   継手部材を備え、 各継手部材は、一端部側が互いに長手方向に摺動可能に
   嵌合する一対の可動嵌合金具を備え、各可動嵌合金具の
   他端部側は対応する部材に対しそれぞれ揺動可能に取り
   付けられていることを特徴とする可撓継手装置。 ２、前記両部材が相互接続のための環状接続部を備え、
   前記各継手部材における一対の可動嵌合金具の各々が、
   対応する環状接続部の開口中心に対する接線方向に平行
   な軸線を中心として揺動可能である、請求項１記載の可
   撓継手装置。 ３、一対の可動嵌合金具の各々が、更に、対応する環状
   接続部の開口中心に向かう軸線を中心として揺動可能で
   ある、請求項２記載の可撓継手装置。 ４、一対の可動嵌合金具の各々が、更に、対応する環状
   接続部の開口中心に平行な軸線を中心として揺動可能で
   ある、請求項２又は３記載の可撓継手装置。 ５、前記各継手部材における一対の可動嵌合金具の各々
   が、対応する前記部材に対しユニバーサルジョイントを
   介して任意の方向に揺動可能に取り付けられている、請
   求項１記載の可撓継手装置。 ６、前記両部材がそれぞれトンネルの一次覆工用セグメ
   ントである、請求項１記載の可撓継手装置。 ７、前記両部材の一方がトンネルの一次覆工用セグメン
   トであり、他方の部材が竪坑である、請求項１記載の可
   撓継手装置。