JPS583918Y2 - セグメントの可撓継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールド工法におけるセグメントリング間に弾
性パツキンを介装したセグメントの可撓継手に関するも
のである。

近年シールド工法の発達につれて、土質の急激な変化、
未圧密層、軟弱層に関係なくトンネルがつくられている
。

シールドトンネルはトンネル軸方向にセグメントリング
をボルトで結合して構成しである。

そのために地盤沈下や地震動によってトンネルが屈曲、
伸縮する場合、追随性が良いと考えられてきた。

しかしながら、トンネルが屈曲することは、継手面に目
開きが起り漏水するほか、ボルトは引張力により伸びが
発生する。

セグメントの結合用のボルトは静的外力（土圧、水圧、
表載荷重）を対象に設計されており、セグメントを千鳥
組みでリング形状に組み立てるために用いられ、それに
よって組み立てられたトンネルは第１図に略図で示すよ
うなものとなる。

第２図および第３図に示すように、セグメント１，１の
リング形成のための周方向への結合はセグメント間ボル
ト２，２・・・・・・によって行われ、セグメント１，
１の軸方向への結合はリング間ボルト３，３・・・・・
・によって行われるものであり、セグメント間ボルト２
，２・・・・・・は外力によって伸びようとし、それに
伴って、セグメント間ボルト２゜２・・・・・・を助け
るリング間ボルト３，３・・・・・・には剪断力が働く
こととなり、従って、このような伸びまたは剪断の応力
を受けているボルト２，３がトンネルの不等沈下に追随
するような動的負荷を受は持つということは不可能であ
る。

本考案は上記従来の欠点を改善し、静的負荷はもとより
、トンネルの不等沈下や、地震動に伴う動的負荷を受は
持つことができるセグメントの可撓継手を提供すること
を目的とする。

以下本考案の実施例を図面によって説明する。

第４図および第５図は本考案に使用するセグメントの一
実施例を略図的に斜視図で示したものである。

ここにおいて、セグメント１は一方の主桁４−１が対向
する他方の主桁４−２及び剣術５，５よりも桁高を高く
してあり、この主桁４−１の下部には、突出面６と側部
７とからなる断面略鉤状の支持リング８がボルト、ナツ
ト等よりなる締結具９によって締結される。

主桁４−２と側桁５，５とは同じ桁高となっている。

支持リング８の側部７は主桁４−１の外面に締結具９に
より締結され、突出面６は主桁４−１に対して垂直に突
出し、隣接するセグメント（図示せず。

）・の主桁４−２の下端面と一定間隔をおいて下方に並
行するように設けられている。

なお、この実施例においては、後述するパツキンは図示
されていない。

また、ここでは支持リング８は、セグメント１と同一長
さとし、１つのセグメント１の長さの半分を締結し、残
り半分を周方向に隣接する他のセグメント１に締結され
たものを示したが、これは好ま七い一例を示したものに
すぎず、支持リング８の長さ及びセグメント１への取付
態様はこれに限定されるものではなく、セグメント１と
並行してリング状に配設されるものであれば良い。

また、この実施例においては、支持リング８として断面
略鉤状のものを示したが主桁４−１の下部に該主桁４−
１に対して垂直に突出するように突出面６を溶接等によ
り固着したもので良いことは勿論である。

次に第６図は第４図及び第５図に示されたセグメントの
可撓継手を連結した状態を軸線方向切断面で示したもの
である。

ここにおいて、軸線方向に隣接するセグメント１，１は
、一方のセグメント１の主桁４−１と他方のセグメント
１の主桁４−２とが突出面６を主桁４−２の下端面と一
定間隔をおいて係合させてリング間ボルト１０およびナ
ツト１１によって締結されている。

このセグメント１，１の締結時に、主桁４−１と主桁４
−２との間及び支持リング８の突出面６と主桁４−２と
の間にまたがって断面略鉤状をなし、ゴム、合成樹脂等
の弾性体よりなるバッキング１２が介装されている。

ここでは、バッキング１２の中間部分に１乃至複数の凹
溝１２Ａが主桁４−１および主桁４−２に沿って設けて
あり、これによって、セグメント１，１間の止水性を低
下させることなく、大きな変位に追従できるものである
。

また、ここでは止水性を高めるため、バッキング１２の
表面に周方向に連続する環状突条を１乃至複数段けるこ
とが好ましい。

なお、バッキング１２を遠吠の一体物とするのが止水性
を確保する点で好ましいが、止水可能な周方向分割構造
としてもよい。

一方、主桁４−１と主桁４−２とを締結するリング間ポ
ル） １０の頭部又はナツト１１と、主桁４−１又は主
桁４−２との間の少なくとも一方には、ゴム、合成樹脂
等の弾性体よりなるバッキング１３が介装されており、
セグメント１，１間に変位が生じて、リング間ポル）
１０に大きな荷重が作用した場合に、その荷重をバッキ
ング１３の変形によって緩和し、リング間ボルト１０の
破損を防止できるようにしである。

１４．１５はそれぞれ主桁４−１，４−２に設けられた
ボルト穴で、両ボルト穴１４．１５はトンネルの変形に
伴なうリング間ボルト１０の変位を許容し得る大きさと
なっている。

バッキング１２およびバッキング１３を介装して、リン
グ間ボルト１０およびナツト１１によって締結される主
桁４−１と主桁４−２との間には予め圧縮力をかけて、
バッキング１２およびバッキング１３を変形させた状態
にしておき、施工後にセグメント１，１の主桁４−１と
主桁４−２間に伸縮等の変形が生じても充分に追従し、
止水性が低下しないようにしである。

次に、第７図および第８図はセグメントトンネルの典型
的な沈下状態を略図的に示したものであり、第７図は剪
断沈下を、第８図は扇状沈下を示したものである。

通常は、前記剪断沈下及び扇状性下等が複合した沈下が
考えられる。

図中Ａはセグメントトンネルの軸線を示し、Ｂはセグメ
ント１，１を連結してリング状に形成されたセグメント
リングを示したものである。

第９図および第１０図は第７図および第８図に示された
状態におけるセグメントリング１，１間の締結状態を切
断面図で示したものである。

第９図は剪断沈下を示すものであり、セグメント１，１
間における相対移動の関係は、リング状に形成されたセ
グメントリングＢの上部とそれと対称位置の下部におい
ては、正反対になる。

即ち上部においては主桁４−２と主桁４−１に締結され
た支持リング８の突出面６とは離間する方向に相対移動
することとなり、下部においては、それと正反対に、主
桁４−２と支持リング８の突出面６とは接近する方向に
移動することとなる。

従ってセグメント１は複数個がリング状に連結され、全
体としてセグメントリングＢとして取扱えることとなる
ものであるから、剪断沈下が生じた場合、主桁４−２は
かならずいずれかの位置で主桁４−１に設けた支持リン
グ８によって支持され、過剰の変形を阻止されることと
なり、リング間ボルト１０にだけ剪断沈下に伴う外力が
作用することはないから、リング間ボルト１０が剪断沈
下時に破損するという危険を大幅に緩和できたものであ
り、しかもバッキング１２及びバッキング１３の変形に
よって、リング間ボルト１０に無理が生じず、止水性も
良好な結合状態を維持した状態で剪断沈下に追随できる
ようになっている。

以上のように剪断沈下時におけるリング間ポル）１０の
負荷は、支持リング８とバッキング１２及びバッキング
１３の働きによって大幅に緩和されることとなるのであ
る。

次に、第１０図は扇状沈下を示すものであり、セグメン
ト１，１間における相対移動の関係は、リング状に形成
されたセグメントリングＢの上部とそれと対称位置の下
部においては正反対となる。

即ち、上部においては主桁４−１と主桁４−２との間の
間隔が上端側即ちセグメントリングＢの外周側が開き、
内周側が狭まるように移動することとなり、下部におい
ては、それとは正反対に、外周側が挟まり、内周側が開
くように移動することとなる。

従ってセグメント１は複数個がリング状に連結され、全
体としてセグメントリングＢとして取扱われ、扇状沈下
を生じた場合、主桁４−２はがならず、いずれかの位置
で主桁４−１に設けた支持リング８によって支持され、
過剰の変形を阻止されることとなり、リング間ポル）−
１０にだけ扇状沈下に伴う外力が作用することはないか
ら、リング間ボルト１０が扇状沈下時に破損するという
危険を大幅に緩和できたものであり、しかもバッキング
１２及びバッキング１３の変形によってリング間ボルト
１０に無理が生じず、止水性も良好な結合状態を維持し
た状態で扇状沈下に追随できるようになっている。

以上のように扇状沈下時におけるリング間ポル）１０の
負荷は、支持リング８と、バッキング１２及びバッキン
グ１３の働きによって大幅に緩和され、破損の危険性を
大幅に減じることができたものである。

本考案のセグメントの可撓継手は主桁４−１に支持リン
グ８が設けてあり、主桁４−１と軸方向に隣接するセグ
メント１の主桁４−２とをその間に断面略鉤状のバッキ
ング１２を介装してリング間ポルｌ−１０で連結するこ
とにより、トンネルの不等沈下に追随するような動的負
荷をリング間ボルト１０に過剰な負担をかけることなし
に受は持つことができ、しかも止水性能も良好であると
いう利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はセグメントを組立て形成したセグメントトンネ
ルの一例を略図で示した斜視図、第２図及び第３図はそ
れぞれ従来のセグメントの結合状態を略図で示す斜視図
及び一部切欠正面図、第４図及び第５図はそれぞれ本考
案に係るセグメントの可撓継手の一実施例を示す要部外
側斜視図及び要部内側斜視図、第６図は本考案に係るセ
グメントの可撓継手の一実施例を示す軸方向断面図、第
７図及び第８図はそれぞれセグメントトンネルの沈下状
態を略図で示すもので、第７図は剪断沈下を示す平面図
、第８図は扇状沈下を示す平面図である。 ゛第９図は剪断沈下時における本考案セグメントの可撓
継手の作動状態を示す軸方向断面図、第１０図は扇状沈
下時における本考案セグメントの可撓継手の作動状態を
示す軸方向断面図である。 １・・・・・・セグメント、２・・・・・・セグメント
間ボルト、３・・・・・・リング間ポル） 、４−１．
４−２・・・・・・主桁、５・・・・・・剣術、６・・
・・・・突出面、７・・・・・・側部、８・・・・・・
支持リング、９・・・・・・締結具、１０・・・・・・
リング間ボルト、１１・・・・・・ナツト、１２，１３
・・・・・・バッキング、Ａ・・・・・・軸線、Ｂ・・
・・・・セグメントリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セグメントを連結してセグメントトンネルを形成するセ
   グメントの可撓継手において、トンネル軸線方向に隣接
   するセグメントをそれぞれ一方の主桁４−１が対向する
   他方の主桁４−２及び剣術５．５よりも桁高を高くなる
   ように形威し、一方のセグメントの主桁４−１の下部に
   該主桁４−１に対して垂直に突出する支持リング８を設
   け、該支持リング８の突出面６を他方のセグメントの主
   桁４２の下端面と一定間隔をおいて係合させて前記一方
   のセグメントの主桁４−１と前記他方のセグメントの主
   桁４−２とをゴム、合成樹脂等の弾性体よりなるバッキ
   ング１２を介してリング間ボルト１０で連結し、しかも
   、前記バッキング１２を前記一方のセグメントの主桁４
   −１と他方のセグメントの主桁４−２との間並びに前記
   他方のセグメントの主桁４−２と前記支持リングとの間
   に位置させて介装したことを特徴とするセグメントの可
   撓継手。