JP2948407B2 - セグメントの継手金具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数接合されて円筒状
のトンネルの壁体を構成する円弧版状のセグメントを、
相互に接合するためのセグメントの継手金具に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のトンネル工法は、シールドマシン
によって地盤を掘削しながら、その後方で、円弧版状の
セグメント（鉄筋コンクリート製あるいはスチール製）
を順次接合して円筒状のトンネル壁体を構築していく、
いわゆるシールド工法が一般的になってきている。

【０００３】上記セグメントどうしの接合は、図４に示
すように、互いに接合するセグメント（この場合鉄筋コ
ンクリート製）１の接合端面１ａに適宜数埋設したプレ
ート状の継手金具２どうしを、ボルト３およびナット４
により締結する手段が一般的である。セグメント１の内
面（凹面）側には、ボルト３およびナット４の配設なら
びにこれらの締結作業を可能とするための、継手凹所５
があらかじめ形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、多大な交通量に対応するトンネル、あるいは鉄道
と車道を複合させたトンネル等、従来と比較するとその
内径がきわめて大きな大断面トンネルを構築する必要性
が生じてきている。このような大断面トンネルの壁体を
構成するセグメントは、従来と比較すると当然大型化し
たものとなり、特にその厚さは数倍の厚さを有する。

【０００５】このような板厚が大きな大型のセグメント
においては、上記従来のボルト・ナットによるセグメン
トどうしの継手では、接合強度の上で不安があって適用
できないのが現状であり、したがって、充分な接合強度
が得られる新たな継手構造、言い換えれば継手金具の開
発が急務とされている。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、板厚が大きな大型のセグメントどうしの接合を
充分な強度をもってなし得るセグメントの継手金具を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、各セグメントの接合端部に
おける円弧面にそれぞれ設けられて、各セグメントの互
いの接合端面どうしを合わせると互いに接合され、その
状態で、セグメントの軸方向の一端から他端にわたって
平面視テーパ状に形成され、かつ、セグメントの厚さ方
向の外方に向かって漸次広がる正面視テーパ状に形成さ
れた嵌合凸部、および該嵌合凸部の両側に、該嵌合凸部
に沿って延びる嵌合凹部とを有する第１の継手金具と、
これら第１の継手金具の、接合された前記各嵌合凸部に
密接的に嵌合する嵌合溝、および前記各嵌合凹部に嵌合
する嵌合凸条とを有し、各第１の継手金具どうしを連結
する第２の継手金具とからなることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明のセグメントの継手金具によれば、接合
する双方のセグメントの接合端部に設けられた第１の継
手金具どうしを、第２の継手金具により連結することに
より、セグメントどうしを接合することができる。両者
継手金具は、くさび作用によって強固に連結されるの
で、セグメントどうしの接合強度は充分なものとなる。
したがって、通常のセグメントはもちろんのこと、板厚
が大きな、大断面トンネル用の大型のセグメントどうし
の接合に有効に適用できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、所定の厚さを有する、大断面トンネル
用の円弧版状の一対のセグメント（この場合鉄筋コンク
リート製）１１が、自身の周方向に沿った状態で、周方
向端面である互いの接合端面１２どうしが合わせられ、
本発明に係る継手金具１３、１４により互いに接合され
ている状態を示している。

【００１０】各セグメント１１における各接合端面１２
の一方および他方には、セグメント１１の幅方向（図１
における表裏方向）に延びて互いに嵌まり合う、位置決
め用のほぞ１２ａ、１２ｂがそれぞれ形成されている。
これらほぞ１２ａ、１２ｂを互いに嵌め込むと、各セグ
メント１１は、自身の周方向に沿い、かつ厚さ方向が一
致した状態となる。

【００１１】セグメント１１の互いの接合端部の凸面で
ある外面（円弧面）１１Ａ側と、凹面である内面（円弧
面）１１Ｂ側の角部には、それぞれセグメント１１の幅
全長にわたって、切欠き１１ａがそれぞれ形成されてい
る。

【００１２】さて、前記継手金具１３、１４であるが、
この場合、継手金具１３は、各セグメント１１の接合端
部における、外面１１Ａ側を接合し、継手金具１４は、
凹面である内面１１Ｂ側を接合している。これら継手金
具１３、１４は、セグメント１１の外面１１Ａ側を接合
するか、内面側１１Ｂ側を接合するかの違いだけであっ
て、基本的にその構成は同様である。したがって、以
下、継手金具１３を説明し、継手金具１４に関しては、
継手金具１３と異なる点を補足的に説明する。

【００１３】継手金具１３（１４）は、各セグメント１
１の互いの接合端部に形成された、前記切欠き１１ａの
部分に埋設された一対の第１の継手金具１５と、これら
第１の継手金具１５どうしを連結する第２の継手金具１
６とから構成されている。

【００１４】第１の継手金具１５は、図１および図２に
示すように、セグメント１１の接合端部の外面１１Ａ側
において、セグメント１１の幅方向（軸方向）の一端か
ら他端にわたっており、基部１７の両側に、嵌合凸部１
８および起立部１９が一体に形成され、溝状の嵌合凹部
２０が形成されてなる、板厚が略一定で、断面略Ｊ字状
のものである。

【００１５】基部１７は、その長さ方向および幅方向が
それぞれセグメント１１の幅方向および周方向に略沿っ
ており、この基部１７の接合端面１２側に嵌合凸部１８
が、他側に起立部１９が形成されている。嵌合凸部１８
の接合端面１２側の面は、各第１の継手金具１５どうし
の接合端面１８ａとなり、この接合端面１８ａは、セグ
メント１１自体の接合端面１２と面一となっている。

【００１６】この嵌合凸部１８における、接合端面１８
ａとは反対側の幅方向の端部１８ｂは、図１においてＰ
方向から見た場合、図２に示すように、その長さ方向
（セグメント１１の幅方向）の一端から他端にわたり、
漸次広がっている。すなわち、嵌合凸部１８の幅は、一
端から他端にわたり、セグメント１１の周方向内方に向
かって漸次広るテーパ状に形成されている。

【００１７】また、この嵌合凸部１８の端部１８ｂは、
図２においてＱ方向から見た場合、図１に示すように、
セグメント１１の厚さ方向の外面１１Ａ側（継手金具１
４においては内面１１Ｂ側）に向かって漸次広がる斜面
１８ｃが形成されている。すなわち、嵌合凸部１８の高
さ（厚さ）は、セグメント１１の厚さ方向の外側（継手
金具１４においては内側）に向かって漸次広がるテーパ
状に形成されている。

【００１８】また、嵌合凸部１８の、セグメント１１の
外面１１Ａ側（継手金具１４においては内面１１Ｂ側）
に向いた端面１８ｄは、セグメント１１の長さ方向およ
び幅方向に略沿った平な面に形成されている。

【００１９】前記起立部１９は、セグメント１１の周方
向内方かつ外面１１Ａ側（継手金具１６の場合内面１１
Ｂ側）に向かって斜めに形成されており、その傾斜角度
は、前記嵌合凸部１８の斜面１８ｂに略沿っている。そ
して、この起立部１９は、嵌合凸部１８の端部１８ｂに
沿って、セグメント１１の幅方向に対し斜めに延びてい
る。また、この起立部１９の先端面１９ａは、セグメン
ト１１の外面１１Ａ（継手金具１４においては内面１１
Ｂ）と面一になるよう形成されている。

【００２０】前記嵌合凹部２０は、前記嵌合凸部１８と
前記起立部１９との間に形成されており、嵌合凸部１８
の端部１８ｂおよび起立部１９に沿って、セグメント１
１の幅方向に対し斜めに延びている。この嵌合凹部２０
は、第１の継手金具１５の幅の幅が小さい側の一端から
他端に向けて漸次幅が広がっている。

【００２１】各セグメント１１に設けられた上記構成の
第１の継手金具１５、１６は、各セグメント１１の接合
端面１２どうしを、ほぞ１２ａ、１２ｂを嵌め合わせて
互いに合わせると、図１に示すように、各嵌合凸部１８
の各接合端面１８ａどうしがぴったりと合い、かつ各端
面１８ｄどうしが面一となる。

【００２２】そして、このように合わせられた状態にお
ける各第１の継手金具１５を、両者を合わせて一体とし
て見た場合、その嵌合凸部１８は、図１においてＰ方向
から見た場合（平面視）、セグメント１１の軸方向の一
端から他端にわたって、テーパ状に形成され、かつ、図
２においてＱ方向から見た場合（正断面視）、セグメン
ト１１の厚さ方向の外方に向かって漸次広がるテーパ状
に形成されている。そして、嵌合凸部１８の両側に、嵌
合凸部１８に沿って延びる溝状の嵌合凹部２０が、それ
ぞれ形成されている。

【００２３】次いで、第２の継手金具１６を説明する
と、この継手金具１６は、図１および図３に示すよう
に、基部２１の両端に、嵌合凸条２２が一体に形成さ
れ、これら嵌合凸条２２の間に、嵌合溝２３が形成され
てなる、板厚が略一定で、長さが第１の継手金具１５と
同一の、断面略コ字状のものである。

【００２４】この第２の継手金具１６は、図１において
Ｐ方向から見た場合、図３に示すように、その長さ方向
の一端から他端にわたり、自身の幅方向の両側に漸次広
がったテーパ状に形成され、幅方向中央の中心線を対称
線として左右対称（図３において）に形成されている。

【００２５】基部２１は略平な板状であって、前述のよ
うにテーパ状をなし、この基部２１の両端であって、基
部２１の厚さ方向一方側に、それぞれ嵌合凸条２２が突
出している。これら嵌合凸条２２は、テーパ状の基部２
１の幅方向両端に形成されていることにより、互いの間
隔は、一端から他端にわたるにしたがい、漸次広がって
おり、さらに、自身も、第２の継手１６の幅の小さい一
端から他端にわたって漸次幅が広がるテーパ状に形成さ
れている。そして、これら嵌合凸条２２の間に前記嵌合
溝２３が形成されており、この嵌合溝２３は、前記基部
２１と同様にテーパ状に形成されている。

【００２６】この第２の継手金具１６は、各嵌合凸状２
２が、前述のように合わせられた状態の各第１の継手金
具１５の各嵌合凹部２０に、それぞれ密接的に嵌合し、
嵌合溝２３が、合わせられた各嵌合凸部１８に密接的に
嵌合するようになっており、これによって、各第１の継
手金具１５は、第２の継手金具１６によって連結され
る。

【００２７】そして、この連結状態で、第２の継手金具
の長さ方向両端面は、各第１の継手金具１５の長さ方向
両端面と面一となり、さらに第２の継手金具１６の外面
（厳密に言うと基部２１の外面）は、セグメント１１の
外面１１Ａ（継手金具１４においては内面１１Ｂ）と略
面一となるよう若干円弧面に形成されている。

【００２８】上記第１の継手金具１５および第２の継手
金具１６から構成される本実施例の継手金具１３、１４
により、セグメント１１どうしを接合するには、各第１
の継手金具１５の幅が小さい側の端部を手前にした状態
で、各セグメント１１の接合端面１２を対向させて、か
つ、ある程度離間させる。この離間距離は、嵌合凸部１
８の手前側端部に、第２の継手金具１６の幅が大きい側
の端部の嵌合溝２３が嵌合する距離とする。

【００２９】次いで、第２の継手金具１６の幅が大きい
側の端部を、各第１の継手金具１５の手前側、つまり幅
が小さい側に向かい合わせ、第２の継手金具１６をセグ
メント１１側に移動させ、嵌合溝２３および各嵌合凸条
２２を、離間している各第１の継手金具１５の嵌合凸部
１８および各嵌合凹部２０に嵌め入れる。

【００３０】続いて、嵌合溝２３の内面を嵌合凸部１８
の斜面１８ｃおよび端面１８ｄに摺接させながら、第２
の継手金具１６を押し込んでいく。すると、第２の継手
金具１６の嵌合溝２３内において、各第１の継手金具１
５の各嵌合凸部１８が互いに引き寄せられ力を受けるの
で、各セグメント１１を周方向に移動させて互いに近付
ける。

【００３１】そして、両継手金具１５、１６の長さ方向
の両端面が互いに面一に揃った時点で、第２の継手金具
１６の嵌合溝２３および各嵌合凸条２２が、各第１の継
手金具１５の嵌合凸部１８および各嵌合凹部２０に、そ
れぞれ密接して嵌合するとともに、各第１の継手金具１
５の接合端面１８ａが互いに密接し、第２の継手金具１
６による、いわゆるくさび作用により、第１の継手金具
１５は互いに強固に連結される。

【００３２】これによって、各セグメント１１の接合端
面１２どうしが、ほぞ１２ｂが互いに嵌合して密接した
状態で、各セグメント１１どうしが接合される。

【００３３】上記本実施例の継手金具１３、１４によれ
ば、各第１の継手金具１５が、第２の継手金具１６の嵌
合によるくさび作用によって強固に連結されるので、セ
グメント１１どうしの接合強度は充分なものとなる。し
かも、本実施例の継手金具１３、１４は、セグメント１
１の接合端部の全幅にわたっており、接合端部のある一
部分に応力が偏ることがないので、さらなる接合強度の
向上が図られる。

【００３４】したがって、通常のセグメントはもちろん
のこと、板厚が大きな、大断面トンネル用の大型のセグ
メントどうしの接合に有効に適用できる。

【００３５】なお、上記本実施例のセグメント１１は、
鉄筋コンクリート製であるが、本発明は、スチール製
等、他の材質のセグメントにも適用できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセグメン
トの継手金具によれば、接合する双方のセグメントの接
合端部に設けられた第１の継手金具どうしを、第２の継
手金具により連結することにより、セグメントどうしが
接合され、両者継手金具は、くさび作用によって強固に
連結されるので、セグメントどうしの接合強度は充分な
ものとなり、したがって、通常のセグメントはもちろん
のこと、板厚が大きな、大断面トンネル用の大型のセグ
メントどうしの接合に有効に適用できるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面図である。

【図２】同実施例の第１の継手金具の平面図である。

【図３】同実施例の第２の継手金具の平面図である。

【図４】従来の継手金具の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ セグメント １２ 接合端面 １３、１４ 継手金具 １５ 第１の継手金具 １６ 第２の継手金具 １８ 嵌合凸部 ２０ 嵌合凹部 ２２ 嵌合凸条 ２３ 嵌合溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合する一対の円弧版状のセグメントを
   周方向に沿わせた状態で、周方向端面である互いの接合
   端面どうしを合わせて、両者を接合するためのセグメン
   トの継手金具であって、 各セグメントの接合端部における円弧面にそれぞれ設け
   られて、各セグメントの互いの接合端面どうしを合わせ
   ると互いに接合され、その状態で、 セグメントの軸方向の一端から他端にわたって平面視テ
   ーパ状に形成され、かつ、セグメントの厚さ方向の外方
   に向かって漸次広がる正面視テーパ状に形成された嵌合
   凸部、および該嵌合凸部の両側に、該嵌合凸部に沿って
   延びる嵌合凹部とを有する第１の継手金具と、 これら第１の継手金具の、 接合された前記各嵌合凸部に密接的に嵌合する嵌合溝、
   および前記各嵌合凹部に嵌合する嵌合凸条とを有し、各
   第１の継手金具どうしを連結する第２の継手金具とから
   なることを特徴とするセグメントの継手金具。