JPH0932491A - 合成セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト締結式継手より強度が高く、各セグメ
ントの接合作業をシールド機エレクター、シールドジャ
ッキの簡単な操作で瞬時に行うことができる合成セグメ
ントを提供すること。 【解決手段】 セグメント２１の継手面２１ａ，２１ｂ
にセグメント間で係合してこれらを結合する埋め込み金
具２２，２３を設け、金具２２，２３とセグメント本体
の主構造材２４とを溶接またはボルトにより結合したも
の。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば道路、鉄
道、放水路、上下水道用等のシールドトンネルに用いら
れる一次覆工用セグメントとして好適な合成セグメント
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２乃至図１５はトンネルの一次覆工
用セグメントとして従来一般的に用いられている円弧状
の鉄筋コンクリートセグメントを示すもので、図１２は
その鉄筋の一部を露出させた状態で示す斜視図、図１３
はその継手板の拡大斜視図、図１４は継手板のコンクリ
ートへの埋め込み状態を示す斜視図、図１５はその隣接
するセグメントの継手板相互の締結状態を示す断面図で
ある。

【０００３】従来の鉄筋コンクリートセグメント（以
下、ＲＣセグメントという）１は、長手方向に延出する
鉄筋を幅方向に複数本並設した縦筋２と、縦筋２と直交
させて配設した複数本の補助筋３とによって鉄筋籠４を
形成し、鉄筋籠４にコンクリート５を打設して形成され
ている。継手部は、ボルト孔６ａを有するコ字状の鋼板
６から構成され、円弧状に製作されたＲＣセグメント１
の内面側に配置されている。鋼板６は、その各脚部６
ｂ，６ｃのそれぞれにアンカ鉄筋７が固着されており、
ＲＣセグメント１の端部に埋設されている。ＲＣセグメ
ント１における鋼板６のボルト孔６ａの後方は、コンク
リート打設時に箱抜きされ、この箱抜き部８は隣接する
ＲＣセグメント１，１間の接合時の作業空間となる。

【０００４】このようなものにおいて、隣接するＲＣセ
グメント相互の接合は、図１５に示す如く隣接するＲＣ
セグメント１，１相互の端面を当接させた状態でそれぞ
れの鋼板６，６の位置合わせを行った後、各鋼板６のボ
ルト孔６ａにボルト９を通しナット１０で締着する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の一般的に用いら
れているＲＣセグメントは前述のように構成されている
ため、次に示すような問題を有している。 継手部において、継手部強度を高めるためにボルト径
を大きくしたりボルト本数を多くすると、箱抜き部８な
どの凹部による本体部断面欠損が大きくなり、これがＲ
Ｃセグメント本体あるいは継手部の強度低減を招いてい
た。 継手部が、円弧状に製作されたＲＣセグメント１の内
面側に配置されているため、導水管路や地下河川用など
のトンネルに適用するに当たって、トンネル内面を平滑
にすることが要求される場合、箱抜き部８をモルタル等
により間詰めしなければならず、多くの労力を必要とし
ていた。 ＲＣセグメント相互の接合をボルト９とナット１０に
より行っているため、接合作業時にボルト位置合わせや
締結作業が必要で、その作業が煩わしいばかりでなく、
接合作業を機械によって自動化することができなかっ
た。

【０００６】本発明は、叙上の点に鑑み、従来のボルト
締結式継手より強度が高く、各セグメントの接合作業を
シールド機エレクター、シールドジャッキの簡単な操作
で瞬時に行うことができる合成セグメントを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
に係る合成セグメントは、セグメントの継手面にセグメ
ント間で係合してこれらを結合する埋め込み金具を設
け、この金具とセグメント本体の主構造材とを溶接また
はボルトにより結合したものである。この請求項１の発
明においては、セグメント相互の接合は、ボルト・ナッ
トを用いることなく隣接するセグメントの埋め込み金具
相互を噛み合わせるのみで行うことができる。このた
め、接合作業をシールド機エレクター、シールドジャッ
キ等の機械によって自動化することが可能となるととも
に、従来セグメントの内面に設けていた接合作業のため
の箱抜き部が不要となり、箱抜き部の間詰め作業も不要
となる。更に、箱抜き部がなくなることにより、セグメ
ント表面が平滑になり、かつセグメント本体の強度が高
まる。

【０００８】また、本発明の請求項２の発明に係る合成
セグメントは、埋め込み金具を、セグメント本体の主構
造材の軸線上に配置したものである。この請求項２の発
明においては、主構造材に作用する引張力は埋め込み金
具を介して主構造材間で直接伝達されるとともに、強度
の大きい鋼材（埋め込み金具）からなる継手部はセグメ
ント本体部と同等の引張強度が得られ、セグメント相互
が強固に固定される。

【０００９】また、本発明の請求項３の発明に係る合成
セグメントは、互いに係合する埋め込み金具を、それぞ
れセグメント本体の主構造材の軸線に直交してセグメン
ト継手面の幅方向に延びるありとあり溝から構成したも
のである。この請求項３の発明においては、ありとあり
溝とを嵌合させて接合するセグメントを継手面幅方向に
押すだけでセグメント相互の接合が完了する。このた
め、セグメント接合作業が容易となる。

【００１０】また、本発明の請求項４の発明に係る合成
セグメントは、互いに係合する埋め込み金具を、これら
の係合時に隣接するセグメント継手面相互が面接触でき
る位置に埋め込んだものである。この請求項４の発明に
おいては、セグメント接合後に継手部が表面に露出せ
ず、セグメント表面が平滑の覆工構造となり、継手部の
間詰め作業や二次覆工作業が不要となる。

【００１１】また、本発明の請求項５の発明に係る合成
セグメントは、セグメント本体を、平面的にみて幅方向
の一端側の片が短辺となる台形状に形成するとともに、
埋め込み金具を、セグメント本体の主構造材の長手方向
軸線に直交してセグメント継手面の幅方向に延びるＴ形
溝を有する雌金具と、雌金具のＴ形溝内に嵌入可能にセ
グメント本体の主構造材の長手方向軸線に直交してセグ
メント継手面の幅方向に延びるＴ形の雄金具とから構成
し、かつ雌金具のＴ形溝のウェブ溝部は、セグメント本
体の台形の短辺側から長辺側に向けて台形の斜辺に沿い
溝深さが拡大する平面的にみて三角形状に形成するとと
もに、雄金具のウェブ部は、セグメント本体の台形の長
辺側から短辺側に向けて台形の斜辺に沿い脚長さが拡大
する平面的にみて三角形状に形成し、これら金具の係合
時に隣接するセグメント継手面相互が面接触できる位置
に埋め込まれてなるものである。この請求項５の発明に
おいては、Ｔ形の雄金具と雌金具のＴ形溝を嵌合させて
接合するセグメントを継手面幅方向に押すと、テーパが
つけられているセグメント継手面はその楔作用により、
互いに引き寄せられ、セグメント間の連結がより強固に
なり、止水性および組立精度が向上する。

【００１２】また、本発明の請求項６の発明に係る合成
セグメントは、セグメント本体の主構造材とこれと一体
化された埋め込み金具とを、セグメント本体の厚み方向
に複数段設けたものである。この請求項６の発明におい
ては、セグメント間の継手面に方向の異なる曲げ力が作
用しても、これら曲げ力に対し均等にかつ充分な強度で
抵抗させることができる。

【００１３】また、本発明の請求項７の発明に係る合成
セグメントは、セグメント本体の主構造材を、セグメン
ト本体の厚み方向に複数段設け、これら主構造材に、セ
グメント継手面の幅方向に延びる単一の埋め込み金具を
跨らせて結合したものである。この請求項７の発明にお
いては、継手部に加わる曲げモーメントが小さい条件下
での使用に最適な合成セグメントが得られ、かつ継手の
構造が簡略化された分セグメントを安価に製作できる。

【００１４】また、本発明の請求項８の発明に係る合成
セグメントは、セグメント本体の主構造材を、多数の突
起あるいは縞状の凸条付き鋼板から構成したものであ
る。この請求項８の発明においては、大きな曲げと軸力
に対して、主構造材とコンクリートが主構造材表面の突
起あるいは凸条を介して一体となって抵抗する。更に、
主構造材表面の突起によって、コンクリート中のひび割
れが細かくなり、かつ分散する。このため、主構造材の
腐食に対する耐久性が向上する。更にまた、ひび割れが
局所的に集中してセグメントの変形挙動が支配されるこ
ともなく、耐力の向上につながる。

【００１５】また、本発明の請求項９の発明に係る合成
セグメントは、セグメント本体の主構造材を、長手方向
で湾曲する円弧状に形成したものである。この請求項９
の発明においては、組立後、セグメント本体の主構造材
は継手部を介して１本のリングに形成することができ、
正曲げ（トンネル内空間が引張状態）、および負曲げ
（地山側が引張状態）に対する強度の確保が容易とな
る。従って、これを例えばトンネルの覆工用セグメント
として用いれば、トンネル周囲からの土水圧や内圧によ
る大きな曲げと軸力に対して、主構造材リングとコンク
リートとが一体となって抵抗し、座屈することもなく鋼
材強度を最大限発揮して高強度が確保される。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施形態１．以下、図示実施形態に基づき本発明を説明
する。図１は本発明の請求項１，２，３，４，６，８，
９の発明に係る合成セグメントを一部を破砕して示す斜
視図、図２はその接合されるセグメントの各継手部を拡
大して示す分解斜視図、図３はそのセグメント本体の主
構造材と埋め込み金具との第１の結合例を示す平面図お
よび側面図、図４はそのセグメント本体の主構造材と埋
め込み金具との第２の結合例を示す平面図および側面
図、図５は各合成セグメントをリング状に組付けた状態
を概略的に示す断面図である。なお、ここでは本発明を
トンネルの覆工用セグメントに適用したものを例に挙げ
て説明する。

【００１７】本実施形態の合成セグメント２１は、その
本体の長手方向両端の継手面２１ａ，２１ｂに、それぞ
れセグメント間で係合してこれらを結合するＣ形のあり
溝からなる雌金具２２とＴ形のありからなる雄金具２３
を配置して、これら金具２２，２３を、本体の主構造材
となる突起２４ａ付き鋼板２４の両端に溶接２５（図
３）またはボルト２６（図４）により結合し、コンクリ
ート２７の打設時に一部を除いて埋設するようにしたも
のである。なお、図３，４では雌金具２２と突起付き鋼
板２４との結合部のみ示しているが、雄金具２３と突起
付き鋼板２４との結合部も同様に溶接またはボルトによ
り結合されている。

【００１８】これを更に詳述すると、突起付き鋼板２４
は、長手方向で円弧状に湾曲形成されて、円弧中心軸線
方向（図５に示す如く各セグメントが組付けられた状態
ではトンネル中心軸線方向）で２つに分割されて並設さ
れており、これら並設された円弧状の突起付き鋼板２４
の軸線上に各金具２２，２３が配置されている。つま
り、各金具２２，２３は、各突起付き鋼板２４の軸線を
直交してセグメント継手面の幅全長に亘り延出して設け
られている。従って、各金具２２，２３の延出方向はト
ンネル中心軸線と一致する。また、各金具２２，２３の
うち、雌金具２２は、そのＣ形溝部２２ａを外方に臨ま
せて本体の一方の継手面２１ａと面一となるように埋設
され、雄金具２３は、そのＴ形あり部２３ａを雌金具２
２のＣ形溝部２２ａ内に嵌入させた際に隣接するセグメ
ント継手面相互が面接触できるように、他方の継手面２
１ｂから突出させた状態で埋設されている。そして、こ
のように並設された各突起付き鋼板２４とこれらの両端
に一体化された各金具２２，２３とが、セグメント本体
の厚み方向に複数段（本実施形態では２段）設けられて
いる。また、セグメント本体の両側面（円弧中心軸線方
向の両端面）２１ｃ，２１ｄには、それぞれリング間接
合用の弧状ほぞ溝２１ｅと弧状突起２１ｆが設けられて
おり、各セグメントを組付ながらトンネル軸方向へ押圧
した際には、弧状ほぞ溝２１ｅ内にトンネル軸方向で隣
接するセグメントの弧状突起２１ｆが嵌まり込みトンネ
ル軸方向で隣接するセグメント間、つまりリング間が密
閉されるようになっている。なお、ここでは突起付き鋼
板２４を、円弧中心軸線方向で２つに分割したものを例
に挙げて説明したが、これを円弧中心軸線方向で単板と
なるように幅広鋼板としてもよいことは言うまでもな
い。

【００１９】本実施形態の合成セグメントにおいて、各
合成セグメント（本実施形態では６個でリングを形成す
る）相互の組付けは、シールド機エレクター、シールド
ジャッキ等の機械を用いて、接合する合成セグメント２
１，２１の雌金具２２と雄金具２３の位置合わせ、つま
り隣接する合成セグメント２１，２１間の雌金具２２と
雄金具２３とがトンネル軸方向の同一軸線上で直列に配
置されるように位置調整した後、手前側の金具を前方の
金具内に嵌め入れ、その状態で手前側の合成セグメント
を、シールドジャッキを用いて各セグメント本体の側面
２１ｃ又は２１ｄ相互が同一面となるまで継手面幅方向
すなわちトンネル軸方向に押し込む。同様の作業を全て
（６個）の合成セグメント２１に対して行い、図５に示
すリングを形成する。リング間の結合は、合成セグメン
ト２１に予め形成してある円弧中心軸線方向の孔２１ｇ
に、図示しない長いボルトまたはピンを差し込んで行
う。以下、シールドジャッキの掘進ストローク毎に前述
の工程を繰り返してトンネル覆工を延長する。

【００２０】このように、本実施形態の合成セグメント
においては、各合成セグメント間の接合作業を全てシー
ルド機エレクター、シールドジャッキ等の機械を用いて
行うことができるので、接合作業を自動化することがで
きる。更に、合成セグメント相互の接合がボルト・ナッ
トを用いることなく行えるので、接合作業のための箱抜
き部が不要となり、箱抜き部の間詰め作業が不要とな
る。更にまた、箱抜き部がなくなることにより、合成セ
グメント２１の表面が平滑になり、かつセグメント本体
の強度が高まる。

【００２１】また、雌金具２２と雄金具２３を、セグメ
ント本体の主構造材である突起付き鋼板２４の軸線上に
配置しているので、突起付き鋼板２４に作用する引張力
は雌金具２２と雄金具２３を介して突起付き鋼板２４間
で直接伝達されるとともに、強度の大きい鋼材からなる
雌金具２２と雄金具２３はセグメント本体部と同等の引
張強度が得られ、セグメント相互が強固に固定される。

【００２２】また、互いに係合する雌金具２２と雄金具
２３を、それぞれ突起付き鋼板２４の軸線に直交してセ
グメント継手面の幅全長に亘り延出するありとあり溝か
ら構成しているので、接合時にはセグメント本体を継手
面幅方向に押すだけでセグメント相互の接合が完了す
る。このため、セグメント接合作業が容易となる。

【００２３】また、互いに係合する雌金具２２と雄金具
２３を、これらの係合時に隣接するセグメント継手面相
互が面接触できる位置に埋め込むようにしているので、
セグメント接合後に継手部が表面に露出せず、セグメン
ト表面が平滑の覆工構造となり、継手部の間詰め作業や
二次覆工作業が不要となる。

【００２４】また、突起付き鋼板２４とこれと一体化さ
れた雌金具２２および雄金具２３とを、セグメント本体
の厚み方向に複数段（本実施形態では２段）設けたの
で、セグメント間の継手面に方向の異なる曲げ力が作用
しても、これら曲げ力に対し均等にかつ充分な強度で抵
抗させることができる。

【００２５】また、セグメント本体の主構造材を、表面
に多数の突起２４ａが付けられた鋼板２４から構成して
いるので、大きな曲げと軸力に対して、鋼板２４とコン
クリート２７が鋼板２４表面の突起２４ａを介して一体
となって抵抗する。更に、鋼板表面の突起２４ａによっ
て、コンクリート２７中のひび割れが細かくなり、かつ
分散する。このため、鋼板２４の腐食に対する耐久性が
向上する。更にまた、ひび割れが局所的に集中してセグ
メントの変形挙動が支配されることもなく、耐力の向上
につながる。

【００２６】また、突起付き鋼板２４を長手方向で湾曲
する円弧状に形成しているので、組立後、各突起付き鋼
板２４は継手部を介して１本のリングに形成することが
でき、正曲げ（トンネル内空間が引張状態）、および負
曲げ（地山側が引張状態）に対する強度の確保が容易と
なる。従って、これを例えばトンネルの一次覆工用セグ
メントとして用いれば、トンネル周囲からの土水圧や内
圧による大きな曲げと軸力に対して、各突起付き鋼板２
４からなるリングとコンクリート２７とが一体となって
抵抗し、座屈することもなく鋼材強度を最大限発揮して
高強度が確保される。

【００２７】実施形態２．図６は本発明の請求項１，
５，６，８，９の発明に係る合成セグメント（雌側）を
一部を破砕して示す斜視図、図７は図６の合成セグメン
トの継手部に埋め込まれる雌金具を一部を破砕して示す
斜視図、図８はその合成セグメント（雄側）を一部を破
砕して示す斜視図、図９は図８の合成セグメントの継手
部に埋め込まれる雄金具を示す斜視図、図１０は各合成
セグメントをリング状に組付けた状態を平面的に示す展
開図であり、各図中、前述の実施形態１（図１乃至図
５）に相当する部分には同一符号を付してある。なお、
ここでも本発明をトンネルの覆工用セグメントに適用し
たものを例に挙げて説明する。

【００２８】この実施形態の合成セグメントは、雌側合
成セグメント３１と雄側合成セグメント４１の２種類か
らなり、これらはいずれも本体部の形状が平面的にみて
幅方向の一端側の片が短辺となる台形状に形成され、雌
側合成セグメント３１と雄側合成セグメント４１とを互
いに短辺側が逆位置となるように長手方向に順次組み付
けていくことにより、同一軸線上で互いの継手面３１
ａ，３１ｂおよび４１ａ，４１ｂが密接状態になるよう
に設定されている。

【００２９】これを更に詳述すると、雌側合成セグメン
ト３１は、図６及び図７に示すようにその継手面３１
ａ，３１ｂに、それぞれセグメント本体の主構造材とな
る円弧状の突起付き鋼板２４Ａの長手方向軸線に直交し
て継手面幅方向に延びるＴ形溝３２ａを有する雌金具３
２が埋め込まれている。雌金具３２は、Ｔ形溝３２ａの
ウェブ溝部３２ｂが、セグメント本体の台形の短辺側か
ら長辺側に向けて台形の斜辺に沿い溝深さが拡大するよ
うに設定され、かつウェブ溝部３２ｂを外方に臨ませて
セグメント本体の継手面３１ａ（又は３１ｂ）と面一と
なるように埋設され、突起付き鋼板２４Ａの両端にそれ
ぞれ配置されて溶接またはボルトによって結合されてい
る。したがって、雌側合成セグメント３１では、主構造
材となる突起付き鋼板２４Ａは平面的にみて矩形状に形
成され、雌金具３２は平面的にみて三角形状に形成され
ている。また、雄側合成セグメント４１は、図８及び図
９に示すようにその継手面４１ａ，４１ｂに、それぞれ
雌金具３２のＴ形溝３２ａ内に嵌入可能でセグメント本
体の主構造材となる円弧状の突起付き鋼板２４Ｂの長手
方向軸線に直交して継手面幅方向に延びるフランジ４２
ａを有するＴ形の雄金具４２が埋め込まれている。Ｔ形
の雄金具４２は、そのウェブ部４２ｂが、セグメント本
体の台形の長辺側から短辺側に向けて台形の斜辺に沿い
脚長さが拡大するように設定され、ウェブ部４２ｂを雌
金具３２のＴ形溝３２ａ内に嵌入させて奥まで押し込ん
だ際に隣接するセグメント継手面相互が面接触できるよ
うに、継手面４１ａ（又は４１ｂ）から突出させた状態
で埋設され、突起付き鋼板２４Ｂの両端にそれぞれ配置
されて溶接またはボルトによって結合されている。した
がって、雄側合成セグメント４１では、主構造材となる
突起付き鋼板２４Ｂは平面的にみてセグメント本体形状
に沿う台形状に形成され、雄金具４２は平面的にみて三
角形状に形成されている。それ以外の構成、例えば突起
付き鋼板２４Ａ，２４Ｂと雌雄金具３２，４２の数やこ
れらの配置位置関係などは、前述の実施形態１のものと
同様である。

【００３０】この実施形態の合成セグメントにおいて、
各合成セグメント（この実施形態では６個でリングを形
成する）相互の組付けは、シールド機エレクター、シー
ルドジャッキ等の機械を用いて、接合する雌側合成セグ
メント３１の雌金具３２と雄側合成セグメント４１の雄
金具４２の位置合わせ、つまり隣接する雌雄合成セグメ
ント３１，４１間の雌金具３２のＴ形溝３２ａと雄金具
４２のフランジ４２ａとがトンネル軸方向の同一軸線上
で直列に配置されるように位置調整した後、シールドジ
ャッキを用いて各セグメント本体の側面２１ｃ又は２１
ｄ相互が同一面となるまで継手面幅方向すなわちトンネ
ル軸方向に押し込む。これにより、テーパがつけられて
いるセグメント継手面はその楔作用により、互いに引き
寄せられ密着する。

【００３１】この実施形態では合成セグメントが台形状
に形成されているため、前記雌雄金具３２，４２の位置
調整時には、雌側合成セグメント３１は長辺側が既設の
リング側となるように、更に雄側合成セグメント４１は
短辺側が既設のリング側となるように、それぞれの向き
を調整し、更に雄側合成セグメント４１を手前側に配置
する。そして、この状態から雄金具４２のフランジ４２
ａを前方の雌金具３２のＴ形溝３２ａ内に嵌入させ、雄
金具４２すなわち雄側合成セグメント４１をトンネル軸
方向に押し込む。ここまでは、隣接する雌雄側合成セグ
メント３１，４１相互の基本的な組付け手順についての
説明であるが、この実施形態においては全て（６個）の
合成セグメントを同様の手順に従って組付けてリングに
形成するには無理がある。したがって、リングに形成す
るには、各雌側合成セグメント３１（図１０に符号Ａで
示す）を、既設の覆工トンネル内に保持されているシー
ルドジャッキ等を利用して予め所定位置に保持させてお
き、その状態で雄側合成セグメント４１（図１０に符号
Ｂで示す）を組付ける。または、各合成セグメントを予
めＡ，Ｂ，Ａの組付体からなる雌側組付合成セグメント
と、Ｂ，Ａ，Ｂの組付体からなる雄側組付合成セグメン
トとに構築して、雌側組付合成セグメントを先にセッテ
ィングした後、雄側組付合成セグメントをトンネル軸方
向に押し込むことにより、これら２つの組付体を接合す
るようにしてもよい。リング間の結合は、雌雄側合成セ
グメント３１，４１に予め形成してある円弧中心軸線方
向の孔２１ｇに、図示しない長いボルトまたはピンを差
し込んで行う。以下、シールドジャッキの掘進ストロー
ク毎に前述の工程を繰り返してトンネル覆工を延長す
る。

【００３２】このように、この実施形態の合成セグメン
トにおいては、合成セグメントを、雌側合成セグメント
３１と雄側合成セグメント４１の２種類から構成すると
ともに、本体部の形状を台形状に形成し、これらの接合
は、Ｔ形の雄金具４２のフランジ４２ａを雌金具３２の
Ｔ形溝３２ａに嵌合させてトンネル軸方向に押し込むこ
とにより行うようにしているので、前述の実施形態１と
同様の作用効果に加え、接合時にはテーパがつけられて
いるセグメント継手面の楔作用によって各合成セグメン
トが互いに引き寄せられ、セグメント間の連結がより強
固になり、止水性および組立精度が向上するという利点
がある。

【００３３】実施形態３．図１１は本発明の請求項１，
７，８，９の発明に係る合成セグメントの各継手部を拡
大して示す正面図であり、図中、前述の実施形態１（図
１乃至図５）に相当する部分には同一符号を付してあ
る。なお、ここでも本発明をトンネルの覆工用セグメン
トに適用したものを例に挙げて説明する。

【００３４】この実施形態の合成セグメントは、合成セ
グメント２１の本体の厚み方向に複数段（この実施形態
では２段）設けている主構造材の両端、すなわち長手方
向で円弧状に湾曲形成されている各突起付き鋼板２４，
２４の両端に、セグメント継手面２１ａ，２１ｂの幅方
向に延びるＣ形のあり溝からなる単一の雌金具２２Ａと
Ｔ形のありからなる単一の雄金具２３Ａをそれぞれ配置
して、これら金具２２Ａ，２３Ａを、各突起付き鋼板２
４，２４に跨らせてボルト（又は溶接）により結合し、
コンクリート２７の打設時に一部を除いて埋設するよう
にしたものであり、それ以外の構成は前述の実施形態１
のものと同様である。

【００３５】この実施形態の合成セグメントにおいて、
各合成セグメント２１相互の組付けは、前述の実施形態
１のものと同様であるので、説明を省略する。

【００３６】この実施形態の合成セグメントにおいて
は、本体の厚み方向に２段に設けている各突起付き鋼板
２４，２４間に、各合成セグメント２１相互を組付ける
ための単一の金具２２Ａまたは２３Ａを跨らせて結合す
るようにしているので、継手部に加わる曲げモーメント
が小さい条件下での使用に適し、更に継手の構造が簡略
化された分セグメントを安価に製作できるという利点が
ある。

【００３７】なお、この実施形態では各突起付き鋼板２
４，２４間に結合される単一の金具２２Ａまたは２３Ａ
を実施形態１で示した平面的にみて矩形の合成セグメン
ト２１に適用したものを例に挙げて説明したが、単一の
金具を実施形態２で示した三角形状とすることにより、
本体部の形状が平面的にみて台形状に形成された合成セ
グメントにも本発明を適用することができる。

【００３８】また、前述の各実施形態では鋼板表面に多
数の突起を設けたものを例に挙げて説明したが、これを
例えば縞状の凸条としてもしてもよく、このような場合
でも前述の各実施形態同様の作用、効果を奏する。

【００３９】また、前述の各実施形態では本発明の合成
セグメントをトンネルの覆工用セグメントに適用したも
のを例に挙げて説明したが、この合成セグメントを平板
状に形成すれば、その他の例えば橋梁の床版にも本発明
を適用できることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１の
発明によれば、セグメントの継手面にセグメント間で係
合してこれらを結合する埋め込み金具を設け、この金具
とセグメント本体の主構造材とを溶接またはボルトによ
り結合するようにしたので、セグメント相互の接合は、
ボルト・ナットを用いることなく隣接するセグメントの
埋め込み金具相互を噛み合わせるのみで行うことができ
る。このため、接合作業をシールド機エレクター、シー
ルドジャッキ等の機械によって自動化することが可能と
なるとともに、従来セグメントの内面に設けていた接合
作業のための箱抜き部が不要となり、箱抜き部の間詰め
作業も不要となる。更に、箱抜き部がなくなることによ
り、セグメント表面が平滑になり、かつセグメント本体
の強度が高まる。

【００４１】また、本発明の請求項２の発明によれば、
埋め込み金具を、セグメント本体の主構造材の軸線上に
配置したので、主構造材に作用する引張力は埋め込み金
具を介して主構造材間で直接伝達されるとともに、強度
の大きい鋼材（埋め込み金具）からなる継手部はセグメ
ント本体部と同等の引張強度が得られ、セグメント相互
が強固に固定される。

【００４２】また、本発明の請求項３の発明によれば、
互いに係合する埋め込み金具を、それぞれセグメント本
体の主構造材の軸線に直交してセグメント継手面の幅方
向に延びるありとあり溝から構成したので、ありとあり
溝とを嵌合させて接合するセグメントを継手面幅方向に
押すだけでセグメント相互の接合が完了する。このた
め、セグメント接合作業が容易となる。

【００４３】また、本発明の請求項４の発明によれば、
互いに係合する埋め込み金具を、これらの係合時に隣接
するセグメント継手面相互が面接触できる位置に埋め込
むようにしたので、セグメント接合後に継手部が表面に
露出せず、セグメント表面が平滑の覆工構造となり、継
手部の間詰め作業や二次覆工作業が不要となる。

【００４４】また、本発明の請求項５の発明によれば、
セグメント本体を、平面的にみて幅方向の一端側の片が
短辺となる台形状に形成するとともに、埋め込み金具
を、セグメント本体の主構造材の長手方向軸線に直交し
てセグメント継手面の幅方向に延びるＴ形溝を有する雌
金具と、雌金具のＴ形溝内に嵌入可能にセグメント本体
の主構造材の長手方向軸線に直交してセグメント継手面
の幅方向に延びるＴ形の雄金具とから構成し、かつ雌金
具のＴ形溝のウェブ溝部は、セグメント本体の台形の短
辺側から長辺側に向けて台形の斜辺に沿い溝深さが拡大
する平面的にみて三角形状に形成するとともに、雄金具
のウェブ部は、セグメント本体の台形の長辺側から短辺
側に向けて台形の斜辺に沿い脚長さが拡大する平面的に
みて三角形状に形成し、これら金具の係合時に隣接する
セグメント継手面相互が面接触できる位置に埋め込むよ
うにしたので、Ｔ形の雄金具と雌金具のＴ形溝を嵌合さ
せて接合するセグメントを継手面幅方向に押すと、テー
パがつけられているセグメント継手面はその楔作用によ
り、互いに引き寄せられ、セグメント間の連結がより強
固になり、止水性および組立精度が向上する。

【００４５】また、本発明の請求項６の発明によれば、
セグメント本体の主構造材とこれと一体化された埋め込
み金具とを、セグメント本体の厚み方向に複数段設けた
ので、セグメント間の継手面に方向の異なる曲げ力が作
用しても、これら曲げ力に対し均等にかつ充分な強度で
抵抗させることができる。

【００４６】また、本発明の請求項７の発明によれば、
セグメント本体の主構造材を、セグメント本体の厚み方
向に複数段設け、これら主構造材間に、セグメント継手
面の幅方向に延びる単一の埋め込み金具を跨らせて結合
するようにしたので、継手部に加わる曲げモーメントが
小さい条件下での使用に最適な合成セグメントが得ら
れ、かつ継手の構造が簡略化された分セグメントを安価
に製作することができる。

【００４７】また、本発明の請求項８の発明によれば、
セグメント本体の主構造材を、多数の突起あるいは縞状
の凸条付き鋼板から構成したので、大きな曲げと軸力に
対して、主構造材とコンクリートとを主構造材表面の突
起を介して一体となって抵抗させることができる。更
に、主構造材表面の突起によって、コンクリート中のひ
び割れが細かくなり、かつ分散する。このため、主構造
材の腐食に対する耐久性を向上させることができる。更
にまた、ひび割れが局所的に集中してセグメントの変形
挙動が支配されることもなく、耐力の向上につながる。

【００４８】また、本発明の請求項９の発明によれば、
セグメント本体の主構造材を、長手方向で湾曲する円弧
状に形成したので、組立後、セグメント本体の主構造材
は継手部を介して１本のリングに形成することができ、
正曲げ（トンネル内空間が引張状態）、および負曲げ
（地山側が引張状態）に対する強度の確保が容易とな
る。従って、これを例えばトンネルの覆工用セグメント
として用いれば、トンネル周囲からの土水圧や内圧によ
る大きな曲げと軸力に対して、主構造材リングとコンク
リートとが一体となって抵抗し、座屈することもなく鋼
材強度を最大限発揮して高強度が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る合成セグメント
を一部を破砕して示す斜視図である。

【図２】第１の実施形態に係る合成セグメントの接合さ
れるセグメントの各継手部を拡大して示す分解斜視図で
ある。

【図３】第１の実施形態に係る合成セグメントのセグメ
ント本体の主構造材と埋め込み金具との第１の結合例を
示す平面図および側面図である。

【図４】第１の実施形態に係る合成セグメントのセグメ
ント本体の主構造材と埋め込み金具との第２の結合例を
示す平面図および側面図である。

【図５】第１の実施形態に係る各合成セグメントをリン
グ状に組付けた状態を概略的に示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る合成セグメント
（雌側）を一部を破砕して示す斜視図である。

【図７】第２の実施形態に係る合成セグメント（雌側）
の継手部に埋め込まれる雌金具を一部を破砕して示す斜
視図である。

【図８】第２の実施形態に係る合成セグメント（雄側）
を一部を破砕して示す斜視図である。

【図９】第２の実施形態に係る合成セグメント（雄側）
の継手部に埋め込まれる雄金具を示す斜視図である。

【図１０】第２の実施形態に係る各合成セグメントをリ
ング状に組付けた状態を平面的に示す展開図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係る合成セグメン
トの各継手部を拡大して示す正面図である。

【図１２】従来のＲＣセグメントを鉄筋の一部を露出さ
せた状態で示す斜視図である。

【図１３】従来のＲＣセグメントの継手板の拡大斜視図
である。

【図１４】従来のＲＣセグメントの継手板のコンクリー
トへの埋め込み状態を示す斜視図である。

【図１５】従来のＲＣセグメントの隣接するセグメント
の継手板相互の締結状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２１ 合成セグメント ２１ａ，２１ｂ セグメントの継手面 ２２ 雌金具（埋め込み金具） ２２Ａ 単一の雌金具（単一の埋め込み金具） ２３ 雄金具（埋め込み金具） ２３Ａ 単一の雄金具（単一の埋め込み金具） ２４，２４Ａ，２４Ｂ 突起付き鋼板（主構造材） ２４ａ 突起 ２５ 溶接 ２６ ボルト ２７ コンクリート ３１ 雌側合成セグメント（台形状の合成セグメント） ３１ａ，３１ｂ 雌側合成セグメントの継手面（セグメ
ントの継手面） ３２ Ｔ形溝付き雌金具（埋め込み金具） ３２ａ Ｔ形溝 ３２ｂ ウェブ溝部 ４１ 雄側合成セグメント（台形状の合成セグメント） ４１ａ，４１ｂ 雄側合成セグメントの継手面（セグメ
ントの継手面） ４２ Ｔ形の雄金具（埋め込み金具） ４２ａ フランジ ４２ｂ ウェブ部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントの継手面にセグメント間で係
   合してこれらを結合する埋め込み金具を設け、該金具と
   セグメント本体の主構造材とを溶接またはボルトにより
   結合したことを特徴とする合成セグメント。
2. 【請求項２】 埋め込み金具を、セグメント本体の主構
   造材の軸線上に配置したことを特徴とする請求項１記載
   の合成セグメント。
3. 【請求項３】 互いに係合する埋め込み金具は、それぞ
   れセグメント本体の主構造材の軸線に直交してセグメン
   ト継手面の幅方向に延びるありとあり溝からなることを
   特徴とする請求項１記載の合成セグメント。
4. 【請求項４】 互いに係合する埋め込み金具は、これら
   の係合時に隣接するセグメント継手面相互が面接触でき
   る位置に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃
   至請求項３のいずれかに記載の合成セグメント。
5. 【請求項５】 セグメント本体を、平面的にみて幅方向
   の一端側の片が短辺となる台形状に形成するとともに、
   埋め込み金具を、セグメント本体の主構造材の長手方向
   軸線に直交してセグメント継手面の幅方向に延びるＴ形
   溝を有する雌金具と、該雌金具のＴ形溝内に嵌入可能に
   セグメント本体の主構造材の長手方向軸線に直交してセ
   グメント継手面の幅方向に延びるＴ形の雄金具とから構
   成し、かつ雌金具のＴ形溝のウェブ溝部は、セグメント
   本体の台形の短辺側から長辺側に向けて該台形の斜辺に
   沿い溝深さが拡大する平面的にみて三角形状に形成する
   とともに、雄金具のウェブ部は、セグメント本体の台形
   の長辺側から短辺側に向けて該台形の斜辺に沿い脚長さ
   が拡大する平面的にみて三角形状に形成し、これら金具
   の係合時に隣接するセグメント継手面相互が面接触でき
   る位置に埋め込まれていることをことを特徴とする請求
   項１記載の合成セグメント。
6. 【請求項６】 セグメント本体の主構造材とこれと一体
   化された埋め込み金具とを、セグメント本体の厚み方向
   に複数段設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５
   のいずれかに記載の合成セグメント。
7. 【請求項７】 セグメント本体の主構造材を、該セグメ
   ント本体の厚み方向に複数段設け、これら主構造材に、
   セグメント継手面の幅方向に延びる単一の埋め込み金具
   を跨らせて結合したことを特徴とする請求項１記載の合
   成セグメント。
8. 【請求項８】 セグメント本体の主構造材は、多数の突
   起あるいは縞状の凸条付き鋼板からなることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の合成セグメ
   ント。
9. 【請求項９】 セグメント本体の主構造材は、長手方向
   で湾曲する円弧状に形成されてなることを特徴とする請
   求項１乃至請求項８のいずれかに記載の合成セグメン
   ト。