JPH077439Y2 - セグメント締結構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、シールド堀進工法におけるトンネルセグメン
トを自動締結するためのセグメント締結構造に係るもの
である。

［従来の技術］ トンネルの構築にはシールド堀進工法が一般的に実施さ
れており、この工法は、シールド前端の羽口でトンネル
切羽の堀削を行い、切羽を保持しつつ後方のジャッキ推
力によってシールドを前進させ、該シールドの推進に伴
ってシールド内後部で鉄筋コンクリート製のセグメント
をボルト締結して組立てることにより覆工を完成するよ
うにしている。

従来から一般に用いられているセグメントは、第６、７
図に示すように、トンネルの一部を形成する如く円弧板
形状を有するセグメント１の周方向中心に対する周方向
両端部及び軸方向中心に対する軸方向両端部に夫々対称
に配置され、隣接されるセグメントとの間を締結するた
めの凹形状のボルト箱穴２を形成する鋼製連結ピース３
を埋込んだ構成を有していた。

しかし、上記連結ピース３を備えたセグメント１は、多
数必要となる連結ピース３が高価なため、この連結ピー
ス３がセグメント１の価格を上昇させ、トンネル施工の
工費上昇の原因となっていた。

このため、近年では第８図に示すように、連結するセグ
メント1,1′の連結面４から所要の間隔ｌだけ内側の位
置に、連結ピースを設けることなく単にコンクリート部
にボルト箱穴２を形成し、且つ該ボルト箱穴２を連結面
４との間に開口させたボルト孔５に長ボルト６を挿通
し、両端をナット7,7で締付けることにより前記間隔ｌ
のコンクリート端面肉厚部８で強度を保持させるように
し、これによってセグメント1,1′の低価格化を図るこ
とが行われている。

この場合、連結のための長ボルト６が長くなるために、
セグメント1,1′を配置してからでは長ボルト６を挿通
させることができない。これはボルト箱穴２を余り大き
くできない（セグメント強度が低下するため）ことに関
係している。このため、図示するようにボルト箱穴２の
ボルト孔５の反対面にボルト収容孔９を形成し、該ボル
ト収容孔９に予め長ボルト６を収容させておくことがで
きるようにしている。

しかし、上記第８図に示すセグメントにおいては新たな
問題が生じている。即ち、前記第６、７図に示したよう
に、ボルト箱穴２がセグメント端面に位置している場合
には短かいボルトでの連結が可能であるため、従来より
ボルト及びナットを収容してボルト箱穴内に侵入し、ボ
ルト及びナットを近付けて回転駆動することによりセグ
メント同志のボルト締結を自動的に行う自動締結装置が
実施されていたが、第８図に示すような長ボルト６がボ
ルト収容孔９に収容されているような方式においては上
記装置にて締結を自動化することができなかった。

このため、ボルト収容孔９を備えて長ボルト６を収容す
るようにしたセグメントを用いてセグメントの締結を自
動的に行えるようにしたセグメントの自動締結方法及び
該方法に用いるセグメント構造の特許出願（特願平１−
181487）を先に行った。この発明により、長ボルト６を
用いたセグメント1,1′の自動締結が可能になった。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は、前記先の特許出願によって開示した技術に改
良を加えることにより、セグメント締結構造をより簡略
化してセグメントの製作の容易化を図ると共に、セグメ
ントの強度向上を図るようにしたものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、セグメントの平行な連結面からコンクリート
端面肉厚部を隔てた位置にボルト箱穴を形成し、該ボル
ト箱穴と連結面との間に肉厚部を貫通するボルト孔を形
成し、前記肉厚部と別のセグメントの肉厚部との間を締
結できる長さを有した長ボルトを、一方のセグメントの
ボルト孔に挿入し且つボルト箱穴側端部のネジ部にテー
パ状特殊ナットを螺合して前記ボルト箱穴及びボルト孔
に予め収納しておき、セグメント締結時に、前記一方の
セグメントに収納された長ボルトを圧縮流体により他方
のセグメントのボルト孔側に張出させて他方のセグメン
トのボルト箱穴側から締付ナットにより締結を行うよう
にしているセグメント締結構造であって、前記一方のセ
グメントのボルト孔に、該ボルト孔のボルト箱穴側開口
部に前記テーパ状特殊ナットが通過できる筒状部を有す
ると共に、ボルト孔の内奥部に前記テーパ状特殊ナット
のテーパ角度に一致するテーパ面を有して前記テーパ状
特殊ナットと共同して自己回転防止機構を構成する没入
型ナット受を備えたことを特徴とするセグメント締結構
造、に係るものである。

又、セグメントの平行な締結面からコンクリート端面肉
厚部を隔てた位置にボルト箱穴を形成し、該ボルト箱穴
と連結面との間に肉厚部を貫通するボルト孔を形成し、
前記肉厚部と別のセグメントの肉厚部との間を締結でき
る長さを有した長ボルトを、一方のセグメントのボルト
孔に挿入し且つボルト箱穴側端部のネジ部にテーパ状特
殊ナットを螺合して前記ボルト箱穴及びボルト孔に予め
収納しておき、セグメント締結時に、前記一方のセグメ
ントに収納された長ボルトを圧縮流体により他方のセグ
メントのボルト孔側に張出させて他方のセグメントのボ
ルト箱穴側から延長ネジ付ナットにより締結を行うよう
にしているセグメント締結構造であって、前記一方のセ
グメントのボルト孔に、該ボルト孔のボルト箱穴側開口
部に前記テーパ状特殊ナット及び延長ネジ付ナットの延
長ネジ部が通過できる筒状部を有すると共に、ボルト孔
の内奥部に前記テーパ状特殊ナットのテーパ角度に一致
するテーパ面を有して前記テーパ状特殊ナットと共同し
て自己回転防止機構を構成する没入型ナット受を備えた
ことを特徴とするセグメント締結構造、に係るものであ
る。

［作用］ コンクリート端面肉厚部に、テーパ状特殊ナットと共同
して自己回転防止機構を構成する没入型ナット受を設け
たことにより、長ボルトの必要長さを短かくすることが
可能となり、よってセグメントにボルト収容孔等を形成
することなく、ボルト箱穴とボルト孔によって長ボルト
を収容することができる。又、対称に配置されるボルト
孔の夫々に没入型ナット受を設け、長ボルトに対して、
テーパ状特殊ナットの螺着側と反対側の端部に螺着され
るナットを延長ネジ付ナットとすることにより、長ボル
トの必要長さを更に短かくすることができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１、２図は本考案におけるセグメント締結構造の一例
を示すもので、各セグメント１の端面を形成する平行な
両側連結面4,4近傍において第２図のように左右対称に
配置されるボルト箱穴2,2′と前記連結面4,4との間の間
隔ｌを有する端面肉厚部８に、セグメント１の厚さ方向
に複数（図示では２個）のボルト孔５が形成されてお
り、該ボルト孔５には、連結面４側端部に口径が徐々に
増大するようにフレアー加工したフレアー部10を有した
案内パイプ11,11′を設け、セグメント１における案内
パイプ11,11′のボルト箱穴2,2′側端部には、ボルト孔
５に収容されている長ボルト６が重力によって移動する
ことがないように所要の拘束力を与え、且つ所要の気密
性を保持可能な保持リング12を設けている。またこの保
持リング12は、セグメント１外部からの地下水の浸水を
防止するはたらきも兼ねている。

前記ボルト孔５のボルト箱穴2,2′への開口部には、ボ
ルト箱穴2,2′に向ってテーパ角度αで口径が増加する
テーパ面13を有し、且つ端部に締付強度を増加するため
のフランジ部14を有したナット受15,15′が設けられて
いる。

一方前記ナット受15,15′のうち、長ボルト６の格納を
行う例えば一方側のボルト箱穴２のナット受15は、フラ
ンジ部14からテーパ面13にかけてストレートな筒状部16
が形成されてテーパ面13が端面肉厚部８内奥に間隔Ｓだ
け没入するようにした没入型ナット受15を構成してい
る。ナット受15′は前記筒状部16を有していない。

又前記一方側のボルト箱穴２に格納される長ボルト６の
ボルト箱穴２側端のネジ部17には前記没入型ナット受15
の筒状部16を通過でき且つ没入型ナット受15のテーパ面
13のテーパ角度αに合致するテーパ角度を有したテーパ
状特殊ナット18が螺着されて自己回転防止機構Ｘが構成
されている。前記ネジ部17とテーパ状特殊ナット18との
螺合は、ネジの化学的ゆるみ防止剤19を予め付着させて
から行うようにしている。前記テーパ角度αは没入型ナ
ット受15及びテーパ状特殊ナット18の摩擦係数μに関係
して決定する。即ち、α＜tan^-1μの関係で決定すれば
テーパ状特殊ナット18は自己回転防止機能をもつことに
なる。又長ボルト６の他端側のネジ部17′には、既設セ
グメント１′に対するセグメント１の締結時、第３図に
示すようなナットランナー20により鍔21付きの締付ナッ
ト22が螺着されて締結が行われるようになっている。

第３、４図は前記セグメント1,1′の自動締結装置の例
を示す。

前記セグメント１の内側面には該セグメント１を支持す
るための支持パッド23により前記長ボルト６が収容され
た一方側のボルト箱穴２を塞ぐようにしたパッド支え板
24が、支持部材25を介してセグメント自動組立装置26に
支持されている。又、パッド支え板24及び支持パッド23
には給気管27が接続されていて、この給気管27から供給
される圧縮流体がパッド支え板24及び支持パッド23に形
成された給気口28を介してボルト箱穴２に導入されるよ
うになっている。29はセグメント把持部、30はセグメン
ト引付けシリンダを示す。

ナットランナー20は、前記セグメント自動組立装置26に
よって既設セグメント１′の他方側のボルト箱穴２′内
に矢印Ａで示すように挿入され、且つセグメント自動組
立装置26に対してＢ方向に移動され、ソケット31,32に
収容された鍔付きの締付ナット22をモータ33、駆動ギヤ
34及びギヤ35,36,37,38を介して回転駆動し、長ボルト
６のネジ部17′への螺着を行うようになっている。

次にセグメント締結手順を説明する。

まず、第１、２図に示すように、セグメント１の一方側
のボルト箱穴２と連結面４との間の案内パイプ11に長ボ
ルト６を差し込み、ボルト箱穴２内に位置する長ボルト
６のネジ部17にネジの化学的ゆるみ防止剤19を付着した
後、テーパ状特殊ナット18を螺着させる。

続いて、上記テーパ状特殊ナット18を螺合した側と反対
側の長ボルト６の端部が連結面４から出ないように、長
ボルト６端部をボルト箱穴２内面に押し当てる。セグメ
ント１はこの第２図の状態で取扱われ、長ボルト６は保
持リング12によって抜け出ることはない。

上記セグメント１を第３、４図に示すセグメント自動組
立装置26によりセグメント引付けシリンダ30を介して矢
印Ｃ方向に引き付けると、長ボルト６を収納したボルト
箱穴２が支持パット23で閉塞される。

続いて、セグメント自動組立装置26によりセグメント１
を移動させて、該セグメント１の連結面４の既設のセグ
メント１′の連結面４に一致させ、ナットランナー20を
既設のセグメント１′の他方側のボルト箱穴２′内のＡ
方向に挿入した状態とする。

続いて、ナットランナー20を矢印Ｂ方向に移動させるこ
とにより、ナットランナー20の各ソケット31,32の収容
された締付ナット22をボルト孔５に接近対峙させる。

続いて、モータ33によりソケット31,32に収容されたナ
ット22を回転させた状態で給気管27を介して給気口28に
圧縮流体を供給する。

すると、第２図のようにボルト箱穴２に収容されていた
長ボルト６は圧縮空気によって左端を押され、よって第
３図に示すように右側に移動して先端のネジ部17′が前
記ソケット31,32に支持されて回転している締付ナット2
2に螺合する。このとき、案内パイプ11,11′はフレアー
部10を有しているので、セグメント1,1′に多少の位置
ずれがあっても長ボルト６は確実に挿通することができ
る。なお、長ボルト６は保持リング12によりある程度回
転を拘束されていて自由には回転できないため、ナット
ランナー20によって回転している締付ナット22と接すれ
ばネジの噛合いを始め、螺合が終りに近づくと、テーパ
状特殊ナット18が没入型ナット受15のテーパ面に圧入さ
れることによって構成される自己回転防止機構Ｘにより
回転しない故、締付ナット22により長ボルト６は締付ら
れセグメント1,1′の締付が行われる。

その後、モータ33の駆動力をフリーとし、ナットランナ
ー20を矢印Ｂ′の如く離反させた後、セグメント自動組
立装置26をセグメント１から離反することにより、締結
作業を終了する。

上記実施例においては、筒状部16を有した没入型ナット
受15により、長ボルト６をボルト箱穴２に収容できるよ
うにしたので、セグメント１にボルト収容のための特別
なボルト収容孔などを設ける必要がなく、よってセグメ
ント１の構造が簡単になると共に、強度の向上が図れ
る。又、没入型ナット受15は、コンクリート端面肉厚部
８に深く没入することになるが、フランジ部14の存在に
よって、締付強度が低下するようなことはない。

第５図は本考案の他の実施例を示すもので、セグメント
１に対称に配置されているボルト箱穴2,2′の各ボルト
孔５に、夫々筒状部16を有した同一形状の没入型ナット
受15を設けるようにしてセグメント１の左右或いは前後
のボルト箱穴2,2′の構成を対称構造としており、更に
長ボルト６のネジ部17′に螺合するナットも、前記筒状
部16に嵌合してネジ部17′に螺合する延長ネジ部39を有
した延長ネジ付ナット40としている。

この実施例によれば、セグメント１のボルト箱穴2,2′
構造を対称な構造とすることができ、又、前記実施例に
比して長ボルト６の長さ寸法を更に短かくできるので、
ボルト箱穴2,2′の幅寸法を小さくしても長ボルト６の
収容が可能となり、更にセグメント１の強度を向上させ
ることができる。

尚、本考案は上記実施例のみに限定されるものではな
く、ナット自己回転防止機能の方法、空気の供給方法等
は種々変更し得ること、その他本考案の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論で
ある。

［考案の効果］ 上記したように、本考案によれば、長ボルトによるセグ
メントの締結を自動化させることができると共に、長ボ
ルトの長さ寸法を短かくしてセグメントにボルト収容孔
などを特別に設けることなく長ボルトの収容を可能にで
き、且つボルト箱穴を小型なものにすることができるの
で、セグメントの成形の容易化と強度の向上が図れる優
れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のセグメント締結構造の一実施例を示す
部分断面図、第２図は第１図のセグメント締結構造を有
するセグメントの断面図、第３図はセグメント自動組立
装置との関連を示す断面図、第４図はセグメント自動組
立装置の正面図、第５図は本考案の他の実施例を示す断
面図、第６図は従来の一般的なセグメントの一例を示す
正面図、第７図は第６図のVII−VII矢視図、第８図は従
来考えられている長ボルトを用いたセグメントの断面図
である。 1,1′はセグメント、2,2′はボルト箱穴、４は連結面、
５はボルト孔、６は長ボルト、８はコンクリート端面肉
厚部、12は保持リング、13はテーパ面、15は没入型ナッ
ト受、15′はナット受、16は筒状部、17,17′はネジ
部、18はテーパ状特殊ナット、20はナットランナー、22
は締付ナット、23は支持パッド、26はセグメント自動組
立装置、27は給気管、28は給気口、39は延長ネジ部、40
は延長ネジ付ナット、Ｘは自己回転防止機構を示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】セグメントの平行な連結面からコンクリー
   ト端面肉厚部を隔てた位置にボルト箱穴を形成し、該ボ
   ルト箱穴と連結面との間に肉厚部を貫通するボルト孔を
   形成し、前記肉厚部と別のセグメントの肉厚部との間を
   締結できる長さを有した長ボルトを、一方のセグメント
   のボルト孔に挿入し且つボルト箱穴側端部のネジ部にテ
   ーパ状特殊ナットを螺合して前記ボルト箱穴及びボルト
   孔に予め収納しておき、セグメント締結時に、前記一方
   のセグメントに収納された長ボルトを圧縮流体により他
   方のセグメントのボルト孔側に張出させて他方のセグメ
   ントのボルト箱穴側から締付ナットにより締結を行うよ
   うにしているセグメント締結構造であって、前記一方の
   セグメントのボルト孔に、該ボルト孔のボルト箱穴側開
   口部に前記テーパ状特殊ナットが通過できる筒状部を有
   すると共に、ボルト孔の内奥部に前記テーパ状特殊ナッ
   トのテーパ角度に一致するテーパ面を有して前記テーパ
   状特殊ナットと共同して自己回転防止機構を構成する没
   入型ナット受を備えたことを特徴とするセグメント締結
   構造。
2. 【請求項２】セグメントの平行な連結面からコンクリー
   ト端面肉厚部を隔てた位置にボルト箱穴を形成し、該ボ
   ルト箱穴と連結面との間に肉厚部を貫通するボルト孔を
   形成し、前記肉厚部と別のセグメントの肉厚部との間を
   締結できる長さを有した長ボルトを、一方のセグメント
   のボルト孔に挿入し且つボルト箱穴側端部のネジ部にテ
   ーパ状特殊ナットを螺合して前記ボルト箱穴及びボルト
   孔に予め収納しておき、セグメント締結時に、前記一方
   のセグメントに収納された長ボルトを圧縮流体により他
   方のセグメントのボルト孔側に張出させて他方のセグメ
   ントのボルト箱穴側から延長ネジ付ナットにより締結を
   行うようにしているセグメント締結構造であって、前記
   一方のセグメントのボルト孔に、該ボルト孔のボルト箱
   穴側開口部に前記テーパ状特殊ナット及び延長ネジ付ナ
   ットの延長ネジ部が通過できる筒状部を有すると共に、
   ボルト孔の内奥部に前記テーパ状特殊ナットのテーパ角
   度に一致するテーパ面を有して前記テーパ状特殊ナット
   と共同して自己回転防止機構を構成する没入型ナット受
   を備えたことを特徴とするセグメント締結構造。