JPH09242480A - 鋼製セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールドトンネルの一次覆工用セグメントリ
ングの各セグメントを容易で確実に連結でき、継手部も
高強度で高剛性な継手構造を提供する。 【解決手段】 この発明の継手構造１では、連結すべき
両鋼製セグメントの各主桁３と添接プレート４とを摩擦
接合用高力ボルト５で締め付けて、両鋼製セグメント２
の連結を、各主桁３の側面で行うこととする。即ち、両
鋼製セグメント２の連結をセグメント２の側面方向での
摩擦接合で行うこととする。そして、従来構造のよう
な、連結ボルト軸方向への応力伝達で発生する継手板変
形現象を無くし、両鋼製セグメント２の連結をより強固
に行えるようにする。しかも、このような確実強固な両
鋼製セグメント２の連結を、主桁３と添接プレート４と
を摩擦接合用高力ボルト５で締め付けるという簡単な作
業で行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シールドトンネ
ルの一次覆工として設けるセグメントリングの構成部材
である各鋼製セグメントを連結する時において、その各
鋼製セグメントの継手部分に採用する継手構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の鋼製セグメントの継手構
造としては、図９に示すように、連結すべき両セグメン
ト20の連結面20ａにおいて、両セグメント20の継手板21
を連結用ボルト22によって締付けてなる構造、所謂、ボ
ルト継手構造が一般的に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の継手構造における曲げや引張り応力の伝達は、継手板
を介して行われる。そのため、この従来のボルト継手構
造では、継手板に応力が集中して、図10および図11に示
すように、継手板21が変形してしまうことがある。ここ
での図10は曲げモーメントが加わった場合を示すもので
あり、図11は引張り力が加わった場合を示すものであ
る。

【０００４】そして、この図10および図11のように、継
手板21が変形してしまうと、連結すべき両セグメント20
の連結を、両セグメント20の連結面20ａを隙間無く当面
させて行うことができなくなる。このことは、連結すべ
き各セグメントで構成するシールドトンネルの止水やセ
グメントリングの形状維持という一次覆工用部材として
の役割が果たせなくなってしまう。

【０００５】このように、従来のボルト継手構造は、継
手板の変形性能および強度に依存する構造であるので、
継手部の剛性および強度がセグメント本体部に比べて小
さくなり、両セグメントの確実な連結状態（連結面を隙
間無く当面させた状態）の維持を困難なものにしてしま
う。しかも、この継手板の変形性能および強度に依存す
るということは、継手ボルトの仕様が変わるごとに、継
手板の仕様も変化させなければならず、種々きの継手板
仕様を用意しておく必要がある。

【０００６】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的はシールドトンネルの一次覆工用セ
グメントリングとなる各鋼製セグメントを、その継手部
の強度および剛性を高くして、容易かつ確実に連結する
ことのできる継手構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の継手構造は、
シールドトンネルにおける一次覆工用セグメントリング
を構築する時に、セグメント間方向へ連続状態となる各
鋼製セグメントの主桁に添接プレートを添接させ、この
添接プレートと主桁とを摩擦接合用高力ボルトで締め付
けることによって、各鋼製セグメントの連結を、各主桁
側面での前記添接プレートを介した摩擦接合で行なう。

【０００８】このような構成からなる本発明の継手構造
によれば、各鋼製セグメントの主桁を添接プレートを介
して摩擦接合用高力ボルトで締め付けることにより、各
鋼製セグメントの連結を、当面する両セグメントの継手
板で行うのではなく、各鋼製セグメントの主桁の側面で
行えるようにする。即ち、各鋼製セグメントの連結を、
セグメントの側面方向での摩擦接合で行うようにする。

【０００９】そして、これらのことから、図９で示した
従来の継手構造のように、連結ボルトの軸方向に応力が
伝わることで継手板が変形してしまうような現象を無く
して、連結すべき各鋼製セグメントの連結をより強固に
行えるようにする。しかも、このような確実強固な連結
を、一方の鋼製セグメントにおける主桁と他方の鋼製セ
グメントの主桁とに添接した添接プレートを摩擦接合用
高力ボルトで各主桁へ締付けるという簡単な作業で行え
るようにする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の鋼製セグメントの
継手構造を、図示する一実施形態によって説明する。

【００１１】シールドトンネルにおける一次覆工用セグ
メントリング（図示せず）を構築する各鋼製セグメント
２の連結時に用いる継手構造１（図１〜図４参照）は、
リング構築時にセグメント間方向へ連続状態となる各鋼
製セグメント２の主桁３に添接プレート４を添接させ、
この添接プレート４と主桁３とを摩擦接合用高力ボルト
５で締め付けることによって、各鋼製セグメント２の連
結を、各主桁３側面での添接プレート４を介した摩擦接
合で行なっている。

【００１２】そして、この実施形態での各鋼製セグメン
ト２は、図５に示すように、セグメント全長にわたって
延びる主桁３が、セグメント両側面の側板2aとなる外主
桁と、この両側板2a（外主桁）間に複数、等間隔で設け
られている内主桁というようにして設けられている。ま
た、この各鋼製セグメント２の両側板2a（外主桁）とな
る主桁３間には、内主桁である主桁３と直交した状態
で、縦リブ６（図２参照）が複数設けられている。この
縦リブ６は、図示していないが、鋼製セグメント２にお
けるリング構築時のリング間方向へ等間隔で複数設けら
れる。さらに、この各鋼製セグメント２における連結面
の継手板2bは、その高さをセグメント厚みの半分以下に
している。

【００１３】この実施形態での添接プレート４は、その
プレート本体4aの略中央部に、鋼製セグメント２の継手
板2bを回避する回避用凹部4bが形成されていると共に、
そのプレート本体4aの下端に、鋼製セグメント２の底板
2cに当接する支持用リブ4cが形成されており、主桁３に
添接するプレート本体4aと底板2cに当接する支持用リブ
4cとから断面略Ｌ字状に形成されている。そして、この
添接プレート４は、図１および図３に示すように、各主
桁３の両側面に添接されていると共に、図１および図２
に示すように、各主桁３に複数の摩擦接合用高力ボルト
５で締付けられ固定されている。なお、この図１および
図２に描かれている摩擦接合用高力ボルト５は一部分だ
けであり、後の箇所は省略している。

【００１４】なお、この実施形態での、リング構築時に
おける各鋼製セグメント２の主桁３の連続状態は、図１
に示すように、連結すべき一方の鋼製セグメント２にお
けるセグメント間の継手板2bに設けられた、セグメント
本体から一体に突出している調芯用凸部７を、連結すべ
き他方の鋼製セグメント２におけるセグメント間の継手
板2bに設けらた、セグメント本体内部に延びている調芯
用凹部８へ係合させることで達成している。

【００１５】そして、この実施形態での調芯用凹部８
は、図１，図４，図５に示すように、鋼製セグメント２
の継手板2bの上端から、その高さ方向へ継手板2bと同じ
厚みで一体に延びている板状体の略中央部に、鋼製セグ
メント２の底板2cの方向へ先細り状となるように形成さ
れた係合用切欠き部９で構成されている。また、この実
施形態での調芯用凸部７は、図１，図３，図５に示すよ
うに、調芯用凹部８と同様に鋼製セグメント２の継手板
2bの上端から、その高さ方向へ継手板2bと同じ厚みで一
体に延びている板状体の略中央部に、調芯用凹部８であ
る切欠き部９へ挿入できるように底板2c方向へ先細り状
となる略台形状の楔状に形成された係合用凸部10で構成
されている。

【００１６】このような図１〜図５に示した構成の、調
芯用凸部７および調芯用凹部８によれば、連結すべき両
鋼製セグメント２の継手板2bが当面する部分だけのスペ
ースで、調芯用凸部７と調芯用凹部８との係合作業が行
える。そのため、連結すべき両鋼製セグメント２の継手
板2bに特別な金具を設ける等の複雑な構造を必要とせず
に、鋼製セグメント２の内部構造等に何ら影響を及ぼす
ことのない簡単な構造で、リング構築時における各鋼製
セグメント２の主桁３の連続状態を達成する調芯作業を
確実に行うことができる。

【００１７】このような構成からなる本発明の継手構造
１を用いて、連結すべき両鋼製セグメント２の連結を行
なうには、先ず、図５に示すように、連結すべき両鋼製
セグメント２の両継手板2bが相対する状態で、連結すべ
き両鋼製セグメント２を対向させる。

【００１８】次に、図１に示すように、連結すべき一方
の鋼製セグメント２における調芯用凸部７である係合用
凸部10を、連結すべき他方の鋼製セグメント２における
調芯用凹部８である係合用切欠き部９に挿入させて係合
させると共に、連結すべき一方の鋼製セグメント２にお
ける連結面の継手板2bと、他方の鋼製セグメント２にお
ける連結面の継手板2bとを当面させる。そして、この時
に、調芯用凹部８と、この調芯用凹部８に嵌合した調芯
用凸部７との調芯作用で、連結すべき両鋼製セグメント
２の主桁３が連続した状態となる。

【００１９】なお、連結すべき両鋼製セグメント２の継
手板2b同士を当面させる方法は、図５に示したような形
態で行う他に、継手板2bの高さ方向（セグメントの厚み
方向）へ移動させて行う方法（図示せず）も考えられ
る。そして、この方法の場合も、調芯用凹部８である係
合用切欠き部９が、鋼製セグメント２の継手板2bの高さ
方向である鋼製セグメント２の底板2c方向へ先細り状と
なるように形成されているので、調芯用凸部７と調芯用
凹部８とを簡単に係合させることができ、連結すべき両
鋼製セグメント２の主桁３を連続状態とすることがてき
る。

【００２０】次に、図２に示すように、両継手板2bを継
手ボルト11によって締付ける。このことにより、両鋼製
セグメント２の仮止めが行なわれると共に、両継手板2b
の間に配設されたシール材12のシール効果を高めること
ができる。

【００２１】次に、図１および図２に示したように、連
結すべき両鋼製セグメント２における連結面の継手板2b
を回避用凹部5aで跨ぐようにして、添接プレート４を、
連結すべき両鋼製セグメント２における、調芯用凸部７
および調芯用凹部８によって連続面となった、各主桁３
の側面に添接させる。この時に、添接プレート４の支持
用リブ4cを鋼製セグメント２の底板2cに当接させること
で、添接プレート４の各主桁３の側面への添接作業が容
易となる。

【００２２】次に、各主桁３の側面へ添接させた添接プ
レート４と各主桁３とを、図１および図２に示したよう
に、摩擦接合用高力ボルト５で締め付ける。そして、こ
の摩擦接合用高力ボルト５での両鋼製セグメント２の両
主桁３と添接プレート４とを締め付けた摩擦接合によ
り、連結すべき両鋼製セグメント２の連結作業が完了す
る。

【００２３】このような本発明の継手構造１によれば、
連結すべき両鋼製セグメント２の連結を、側面方向での
摩擦接合用高力ボルト５による摩擦接合で行うことによ
り、従来の継手構造のように、連結ボルトの軸方向に応
力が伝わることで継手板2bが変形してしまうような現象
を無くして、連結すべき両セグメント２の連結をより強
固に行える。しかも、このような両鋼製セグメント２の
確実強固な連結を、添接プレート４と各主桁３との摩擦
接合用高力ボルト５での締付け作業という簡単な作業で
行うことができる。

【００２４】また、調芯用凸部７および調芯用凹部８の
調芯作用により、特別な手段を用いること無く簡単な作
業で、連結すべき両鋼製セグメント２の各主桁３を連続
した状態（各主桁３の側面を連続面）にすることがてき
る。そのため、添接プレート４の主桁３側面への添接作
業を容易かつ確実に行なうことができる。

【００２５】なお、前述したような両主桁３と添接プレ
ート４との摩擦接合用高力ボルト５による締め付け作業
を、各鋼製セグメント２毎に、順次、繰り返すことによ
り、各鋼製セグメント２でシールドトンネルの一次覆工
用セグメントリング（図示せず）が構成される。

【００２６】図６〜図８は、本発明の継手構造１の別形
態を示しており、調芯用凸部７および調芯用凹部８の構
成を別形態としたものである。

【００２７】この実施形態での調芯用凹部８は、図６お
よび図８に示すように、鋼製セグメント２の継手板2bの
高さ方向である鋼製セグメント２の底板2c方向へ先細り
状となる略ハ字状に配置された二枚の板状体13で構成さ
れている。また、この各板状体13は、継手板2bおよび底
板2cに当接して配設されている。なお、この板状体13と
底板2cとの間には補強板15が設けられている。

【００２８】この実施形態での調芯用凸部７は、図６，
図７，図８に示すように、調芯用凹部８を構成している
二枚の板状体13間へ挿入した時に、この二枚の板状体13
へ密着できる楔状に形成された一枚の板状体14で構成さ
れている。また、この板状体14は、図７および図８に示
すように、継手板2bからセグメント外へ突出している突
出部14ａと、継手板2bよりセグメント内で継手板2bおよ
び底板2cに当接している基部14ｂとからなっている。な
お、この板状体14と底板2cとの間には補強板15が設けら
れている。

【００２９】このような構成からなる本発明の別形態の
継手構造１を用いて、連結すべき両鋼製セグメント２の
連結を行なうには、先ず、図６に示すように、連結すべ
き両鋼製セグメント２の両継手板2bが相対する状態で、
連結すべき両鋼製セグメント２を対向させる。

【００３０】次に、図６に示すように、連結すべき一方
の鋼製セグメント２における調芯用凸部７である板状体
14の突出部14ａを、連結すべき他方の鋼製セグメント２
における調芯用凹部８である両板状体13間に挿入させる
と共に、連結すべき一方の鋼製セグメント２における連
結面の継手板2bと、他方の鋼製セグメント２における連
結面の継手板2bとを当面させる。そして、この時に、調
芯用凹部８と、この調芯用凹部８に係合した調芯用凸部
７との作用で、連結すべき両鋼製セグメント２の主桁３
が連続した状態となる。

【００３１】なお、連結すべき両鋼製セグメント２の継
手板2b同士を当面させる方法は、図６に示したような形
態で行う他に、継手板2bの高さ方向（セグメントの厚み
方向）へ移動させて行う方法も考えられる（図示せ
ず）。そして、この方法の場合も、調芯用凹部８におけ
る二枚の板状体９が、鋼製セグメント２の厚み方向（継
手板2bの高さ方向）である鋼製セグメント２の底板2c方
向へ先細り状となる略ハ字状に配置されているので、調
芯用凸部７と調芯用凹部８とを簡単に係合させることが
でき、連結すべき両鋼製セグメント２の主桁３を連続状
態とすることがてきる。

【００３２】また、この別形態の継手構造１での、以後
の連結作業は、前述の図１で示した実施形態と同様の手
順で行われる。そして、この同様の連結作業によって、
この別形態の継手構造１での連結作業が完了し、連結す
べき両鋼製セグメント２の連結が行われる。

【００３３】

【発明の効果】この発明の連結構造では、連結すべき両
鋼製セグメントの各主桁と、この各主桁に添接させた添
接プレートとを摩擦接合用高力ボルトで締め付けること
により、連結すべき両鋼製セグメントの連結を、当面す
る両セグメントの連結面で行うのではなく、両セグメン
トの各主桁側面で行えるようにする。即ち、両セグメン
トの連結を、セグメント側面方向での摩擦接合で行うよ
うにする。

【００３４】そのため、この発明によれば、従来の継手
構造のように、連結ボルトの軸方向に応力が伝わること
で継手板が変形してしまうような現象が無く、連結すべ
き両セグメントの連結をより強固に行える。しかも、こ
のような確実強固な両セグメントの連結を、各主桁と添
接プレートとを摩擦接合用高力ボルトで締め付けるとい
う簡単な作業で行うことができる。

【００３５】また、調芯用凸部および調芯用凹部の作用
により、特別な手段を用いること無く簡単な作業で、連
結すべき両鋼製セグメントの各主桁を連続した状態（各
主桁の側面を連続面）にすることがてきる。そのため、
添接プレートの主桁側面への添接作業を容易かつ確実に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鋼製セグメントの継手構造を示す概
略斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】この発明の継手構造で使用する鋼製セグメント
の連結前の状態を示す概略斜視図である。

【図６】この発明の継手構造の別形態を示す概略斜視図
である。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図である。

【図８】図６で示した本発明の別形態の継手構造で使用
する鋼製セグメントの連結前の状態を示す概略斜視図で
ある。

【図９】従来のセグメントの継手構造を示す概略図であ
る。

【図１０】図９で示した継手構造における継手板変形状
態を示す概略図である。

【図１１】図９で示した継手構造における継手板変形状
態を示す概略図である。

【符号の説明】

１…継手構造、２…鋼製セグメント、2a…側板、2b…継
手板、2c…底板、３…主桁、４…添接プレート、4a…プ
レート本体、4b…回避用凹部、4c…支持用リブ、５…摩
擦接合用高力ボルト、６…縦リブ、７…調芯用凸部、８
…調芯用凹部、９…係合用切欠き部、10…係合用凸部、
11…継手ボルト、12…シール材、13…板状体、14…板状
体、14ａ…突出部、14ｂ…基部、15…補強板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドトンネルにおける一次覆工用セ
   グメントリングを構築する各鋼製セグメントの連結時に
   用いる継手構造であり、 前記リング構築時にセグメント間方向へ連続状態となる
   前記各鋼製セグメントの主桁に添接プレートを添接さ
   せ、この添接プレートと前記主桁とを摩擦接合用高力ボ
   ルトで締め付けることによって、 前記各鋼製セグメントの連結を、各主桁側面での前記添
   接プレートを介した摩擦接合で行なっていることを特徴
   とする鋼製セグメントの継手構造。
2. 【請求項２】 前記各鋼製セグメントにおけるセグメン
   ト間の継手板の高さがセグメント厚みの半分以下に形成
   されていると共に、前記添接プレートに前記継手板を回
   避する回避用凹部が形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の鋼製セグメントの継手構造。
3. 【請求項３】 前記添接プレートには、前記鋼製セグメ
   ントの底板に当接する支持用リブが形成されていること
   を特徴とする請求項１および請求項２記載の鋼製セグメ
   ントの継手構造。
4. 【請求項４】 前記リング構築時における前記各鋼製セ
   グメントの主桁の連続状態は、連結すべき一方の鋼製セ
   グメントにおけるセグメント間の継手板に設けられた、
   セグメント本体から一体に突出している調芯用凸部を、
   連結すべき他方の鋼製セグメントにおけるセグメント間
   の継手板に設けらた、セグメント本体内部に延びている
   調芯用凹部へ係合させることで達成していることを特徴
   とする請求項１記載の鋼製セグメントの継手構造。
5. 【請求項５】 前記調芯用凹部は、前記鋼製セグメント
   の継手板の高さ方向である鋼製セグメントの底板方向へ
   先細り状となるように形成されていると共に、前記調芯
   用凸部は、前記調芯用凹部に係合させた時に、凹部の内
   面へ密着できる楔状に形成されていることを特徴とする
   請求項４記載の鋼製セグメントの継手構造。
6. 【請求項６】 前記調芯用凹部は、鋼製セグメントの継
   手板上端から、その高さ方向へ継手板と同じ厚みで一体
   に延びている板状体の略中央部に、鋼製セグメントの底
   板方向へ先細り状となるように形成された係合用切欠き
   部で構成されていると共に、調芯用凸部は、前記調芯用
   凹部と同様に鋼製セグメントの継手板上端から、その高
   さ方向へ継手板と同じ厚みで一体に延びている板状体の
   略中央部に、前記係合用切欠き部へ係合できるように底
   板方向へ先細り状となる略台形状の楔状に形成された係
   合用凸部で構成されていることを特徴とする請求項４記
   載の鋼製セグメントの継手構造。