JPH07103786B2

JPH07103786B2 - セグメントの継手構造

Info

Publication number: JPH07103786B2
Application number: JP2020749A
Authority: JP
Inventors: 利之植野; 茂次清野; 勝治和田; 勉相場
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1995-11-08
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH03224991A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トンネルのシールド工法で使用されるセグメ
ントの継手構造に関する。

（従来の技術）従来、セグメントピースを締結するために設けられるセ
グメント継手には、直ボルト継手、曲りボルト継手等が
あり、ボルト締結によるものであった。

（発明が解決しようとする課題）前記ボルト継手におけるボルトの本数、位置等は、プレ
ストレス、曲げモーメント及び引張応力等を考慮して決
定されるが、ボルトは接合面を形成する継手部材に貫通
する必要があること、及びナットを螺合する必要がある
こと等によって、締結位置が限定され、曲げ強度を向上
することが困難であった。

即ち、継手部の曲げ強度は、継手部材の強度にボルトか
ら曲げ中心（継手部材・外縁）までの距離を乗じたもの
であるが、ボルトは接合面の中央部分を貫通し、継手部
材の内・外縁又はその近傍に設けることが困難であるた
め、曲げ中心までの距離を長くすることができなく、曲
げ強度を大きくすることが困難になっている。

また、ボルト継手の場合は、ボルト締結作業の工数が多
く且つ手間がかかるため、施工コストが高くなってい
る。

本発明は、セグメント継手部に設けた雌雄爪部及び凹凸
状係合部の嵌め合せによってセグメントビーム間を結合
することにより、スグメントピースの周方向離脱を阻止
した上で、前記従来技術の問題点を総て解決できるよう
にしたセグメントの継手構造を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明における課題解決のための具体的構成は、周方向
に隣り合うセグメントの周方向端部を接合するセグメン
トの継手構造において、一方のセグメント１の継手部4A
には、径方向中途部の凹凸状の係合部PQと、この係合部
PQより内・外周側の雌雄爪部MA,WAとが夫々形成され、
他方のセグメント１の継手部4Bには、前記一方のセグメ
ント１の継手部4Aを軸方向にずらした状態で面接触させ
てから軸方向位置合せをすることにより、前記係合部PQ
と係合してセグメント1,1の径方向相対位置を固定する
被係合部QPと、前記一方の雌雄爪部MA,WAと夫々係合し
てセグメント1,1の周方向相対位置を固定する雌雄爪部M
B,WBとが夫々形成されているものである。

（作用）一方のセグメント１の継手部4Aに対して、これに周方向
に隣接されるセグメント１の継手部4Bを幅方向にずらし
た状態で面接触させ、そして軸方向位置を合わせるよう
に接合する側のセグメント１を軸方向に摺動していく
と、径方向中途部の係合部PQ及び被係合部QPが係合し、
径方向内外方向にずれ動かない状態となり、剪断力に対
抗可能となり、これと同時に係合部PQ及び被係合部QPよ
り内・外周側の雌雄爪部MA,WAと雌雄爪MB,WBとは係合
し、継手部4A,4Bの周方向相対位置を固定し、曲げモー
メントに対抗可能になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図に示す第１実施例において、１はＡ型セグメ
ント（標準セグメント）及びＢ型セグメント（キー隣接
セグメント）として使用されるセグメントで、第５図に
示すＫ型セグメント２と共に周方向に隣り合わせて組立
てられて、セグメントリングのの１つのピースを構成す
るものである。

前記セグメント１は周方向両端の接合面３を形成する継
手部４と、軸方向両端の主桁部５と、内周面を形成する
スキンプレート６とで箱形の枠体７を形成し、その枠体
７内にコンクリート８を充填させて形成されたもので、
枠体７内には鉄筋が埋設されることもある。

主桁部５にリング間継手構造を構成するためのボルト等
の貫通用孔９が周方向に一定ピッチで複数形成されてい
る。この孔９の代りにピンホゾ継手のためのピン又はホ
ゾ設けても良い。

セグメント１の周方向両端の継手部４は、雌雄逆形状と
なっており、セグメント１の一方の継手部4Aはこれに隣
り合うセグメント１の他方の継手部4Bと係合可能な形状
となっている。

一方の継手部4Aの接合面3Aには、外周面11側に雄爪部MA
が、内周面12側には雌爪部WAが、夫々軸方向に離れて２
箇所ずつ形成されている。雄爪部MAはへこみａ及び突部
ｂとそれらの間に位置するテーパ面ｃとを有しており、
雌爪部WAは内周面12より径内側へ突出した突部ｄとその
背面のテーパ面ｅとを有している。

また、接合面3Aには径方向中途部の軸方向両側に凹凸状
係合部PQとなる凸部PAと凹部QAとが夫々形成されてい
る。

他方の継手部4Bの接合面3Bは一方の接合面3Aと略雌雄対
称形であって、外周側には前記雄爪部MAと嵌合すべく、
へこみｆを介して突出した凸部ｇとその背面のテーパ面
ｈとを有する爪部WBが形成され、内周側には径内側へフ
ック状に突出した突部ｊによって形成されたへこみｋ及
びテーパ面ｌを有する雄爪部MBが形成されている。

また、接合面3Bの径方向中途部には、前記接合面3Aの凹
凸部PA,QAと対向して嵌合する凹凸状被係合部QPとして
の凸凹部PB,QBが形成されている。前記２つの雌爪部WB
の内の一方は軸方向長さが他方の略２倍の長尺雌爪部WB
Lになっており、より正確には、長尺雌爪部WBLの長さは
それと係合する雄爪部MAと凸部PBとの軸方向長さの和よ
り長く形成される。

各継手部4A,4Bのテーパ面c,e,h,lは各接合面3A,3Bに対
して略同じ方向に傾斜しており、且つ軸方向にテーパを
有している。

係合部PQ及び被係合部QPの径方向内外面は接合面3A,3B
に対して直角であっても傾斜していても良いが、前記テ
ーパ面c,e,h,lと同様に軸方向にテーパ角が設けられ
る。

即ち、継手部4A,4Bは軸方向に凹凸部PBの長さ分だけず
らして、径方向に突部ｂの高さ分だけずらして突合わ
せ、接合面3A,3Bを面接触（第１図α方向に移動）し、
径方向に位置合わせをするようにセグメント１の接合側
を径方向（第１図β方向）に摺動し、雄爪部MA,MBを雌
爪部WA,WBに係合して、凹凸状の係合部PQと被係合部QP
の径方向位置合わせをし、その後、前記セグメント１を
軸方向（第１図γ方向）に摺動すると、全雌雄爪M,Wが
正規位置で係合して、セグメント1,1の周方向相対位置
を固定し、これと同時に係合部PQと被係合部QPを係合し
てセグメント1,1の径方向相対位置を固定し、この軸方
向摺動のときに各テーパ面c,e,h,l及び凹凸部P,Qのテー
パ面はテーパ結合して、両セグメント1,1の径手部4A,4B
のガタをなくす。

第５図に示すＫ型セグメント２は周方向両端に継手部4B
の接合面3Bが形成されていて、その両側で対向するＢ型
セグメント１′の接合面3Aに係合される。このＢ型セグ
メント１′としては、第１図に示すセグメント１と同一
のもの使用しても良いが、Ｋ型セグメント２によるキー
機能をより確実に発揮させるために、Ｋ型セグメント２
とＢ型セグメント１′とを接合する接合面3A,3Bを、セ
グメントの半径方向に対して傾斜させたものを適用して
も良い。

第６図に示す第２実施例はコンクリートを充填しない鋼
製又は鋳造製のセグメントを示しており、鋼製セグメン
トの場合は、鋼板を溶接するか又は形鋼を使って箱形の
枠体７が形成され、周方向両端の接合面３を有する継手
部4A,4Bを形成する鋼板のの表面及び背面側に凹凸部が
形成されている。

一方の継手部4Aは、鋼板表面にＬ時継部材を溶接して外
周側雄爪部MAが形成され、鋼板背面側を切欠いて内周側
雌爪部WAが形成され、また鋼板表面の径方向中途部に角
剤を溶接して凸部PAを、切欠いて凹部QAを夫々形成して
いる。

他方の継手部4Bは、継手部4Aを径方向内外を反転した形
状で、外周側雌爪部WB、内周側雄爪部MB及び凹凸部PB,Q
Bが夫々形成され、α方向（周方向）に移動して接合面3
A,3Bを面接触した後、β方向（径方向）に位置させ、且
つγ方向（軸方向）に位置合わせをすることにより、継
手部4A,4Bは結合される。

尚、各継手部4A,4Bの２つの雌爪部WA,WBの内の一方は長
尺雌爪部WAL,WBLとなっており、また、両継手部4A,4Bは
セグメントの内外周面11,12から突出する武運をもって
いない。

第７図の示す第３実施例は鉄筋コンクリート製セグメン
トを示しており、セグメント１を主構成するコンクリー
ト８に継手4A,4Bの雄爪部MA,MBを形成するＬ字形金具14
と、雌爪部WA,WBを形成するコ字形金具15と、ピンホゾ
９を形成する孔付き平金具16とが埋設され、係合具PQ及
び被係合部QPの凹部Ｑと凸部Ｐとはコンクリート自体で
形成されている。

この第３実施例も前記第１、２実施例と同様に、セグメ
ント１をα方向、β方向及びγ方向に順次相対移動して
位置合わせをして、２つのセグメントを継合わせる。
尚、凹部Ｑと凸部Ｐも金具で形成しても良い。

前記第１〜３実施例では、長尺雌爪部WAL,WBLを形成し
ておいて、継手部4A,4Bを径方向にずらした状態からβ
方向へ位置合せをしなければならないが、長尺雌爪部WA
L,WBLの奥側を接合面3A,3B側へ開放しておくならば、そ
れらと係合する雄爪部MA,MBが継手部4A,4Bの周方向対向
移動だけで雌爪部WA,WBに軸方向対向可能となる。これ
を具体化したものが第４、５実施例である。

第８、９図に示す第４実施例において、セグメント１は
鋼製又は鋳造型であり、その周方向一端の継手部4Aには
外周側雄爪部MAと内周側雌爪部WAとが軸方向に３箇所づ
つ形成され、中途部係合部PQの凹部QAが軸方向全長にわ
たって形成され、周方向他端の継手部4Bには外周側雌爪
部WBと内周側雄爪部MBとが形成され、中途部被係合部QP
の凸部PBが軸方向全長にわたって形成されている。

各継手部4A,4Bの雄爪部MA,MBに前記各実施例と同一であ
るが、雌部WA,WBは雄爪部MA,MBと係合する部分に隣接し
て略同一長さの挿入部17を有しており、この挿入部17は
雄爪部MA,MBを周方向に対向移動することによって嵌脱
できる形状となっている。

従って、第４実施例では、２つのセグメント１を雄爪部
Ｍの長さだけ軸方向にずらし、径方向位置を合わせた状
態からα方向移動して接合面3A,3Bを面接触し、これに
よって雄爪部Ｍを挿入部17へ挿入し、凹凸QAと凸部PBと
を仮嵌合し、次に、γ方向（軸方向）に摺動して、軸方
向位置合わせをすると、雄爪部Ｍは挿入部17から雌爪部
Ｗに係合し、凹部QAと凸部PBとは完全嵌合する。

尚、この第４実施例では、凹部Ｑを継手部4Bに、凸部Ｐ
を継手部4Aに夫々形成したり、雌雄爪部M,Wを軸方向２
又は４箇所以上に形成したりしてもよい。

第10,11図は第５実施例の鋳造製セグメントを示してお
り、継手部４の形状は第４実施例と同一であり、雌爪部
Ｗ及び挿入部17はセグメント内部と連通していなく、く
ぼみ状に形成されている。

尚、第２〜５実施例は第１実施例と同様に、雄爪部Ｍの
突部b,jに相当する部分と雌爪部Ｗのへこみf,kに相当す
る部分の係合は、軸方向にテーパ面を有していて、テー
パ係合されるようになっており、係合部PQと被係合部QP
の係合は、ストレート係合であってもテーパ係合であっ
ても良い。

第12〜15図は第６実施例を示しており、この実施例はコ
ンクリート製、鋳造製、鋼製等のセグメントに適用可能
である。

第６実施例のセグメント１の継手部4Aは、接合面3Aの径
方向中途部に凹凸状係合部PQとなる凸部PAと凹部QAとが
夫々形成され、凸部PAと凹部QAとはセグメントの軸方向
外端部から中央側まで延設され、中央側でオーバラップ
して、凸部PAの中央側端部との間に段部20を形成してい
る。

継手部4Bは継手部4Aと面対称形状であり、凸部PBと凹部
QBから成る被係合QPを有し、凸部PAに凹部QBが対向し、
凹部QAに凸部PBが対向し、軸方向にずらした状態で接合
面3A,3Bを面接触させると、被係合部QPは不完全位置で
あるが係合部PQと係合し、軸方向の位置合せをすると、
係合部PQと被係合部QPとは完全係合し、それらの段部20
が互いに面接係合して、両セグメント1,1の径方向位置
を固定すると共に周方向の離脱阻止をする。

前記各凸部Ｐ及び凹部Ｑのセグメント軸方向中央側の端
面は傾斜面21,22となっていて、軸方向の押圧力によっ
て、周方向の結合がより増強されるように構成されてい
る。

前記各凸部Ｐは、セグメント径方向の幅Ｓが接合面3A,3
B側でストレートであるが、先端側では傾斜面21から途
中までがセグメント軸方向と平行なストレートであっ
て、その中途部から外端部までは末広がり状となってお
り、この末広がり部分が雄爪部Ｍとなっている。即ち、
凸部PA,PBの軸方向外端部にはそれより内・外周側へ突
出した雄爪部MA,MBが夫々形成されている。

これに対応して、各凹部Ｑはセグメント径方向の幅が接
合面3A,3B側でストレートであるが、奥側では傾斜面22
から途中までがセグメント軸方向に平行なストレートで
あって、その中途部から外端部までは末広がり状の雌爪
部Ｗとなっている。即ち、凹部QP,QBの軸方向外端部に
はそれより内・外周側へ突出した雌爪部WA,WBが夫々形
成されている。

換言すると、凸部Ｐの外端部は蟻柄形状で、内・外周側
に１対の雄爪部Ｍを連続形状しており、凹部Ｑの外端部
は蟻溝形状で、内・外周側に１対の雌爪部Ｗを連続形成
しており、雌雄爪部M,Wはセグメントの軸方向位置合わ
せによって係合する。

前記雌雄爪部M,Wは凸部Ｐと凹部Ｑの内・外周側の一方
だけでも良い。この雌雄爪部M,Wは軸方向にも接合面３
から周方向に離れる方向にもテーパとなっているので、
軸方向位置合せをして係合することにより、２つのセグ
メント1,1は周方向及び径方向にガタのない結合が得ら
れる。

（発明の効果）以上詳述した本発明によれば、隣り合うセグメント1,1
の継手部4A,4Bを面接触させた後に軸方向位置合せをす
ることにより、係合して係合するので、組立て作業が簡
単且つ容易にでき、施工コストを低下させることが可能
になり、継手面4A,4Bは内外周の雌雄爪部M,Wが咬合する
ので、曲げ中心からの距離をボルト締結に比して大きく
採れ、曲げ強度を向上することができ、又は継手部４の
桁高さを小さくすることができ、しかも凹凸状係合部PQ
及び被係合部QPも係合するので、剪断強さも確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の第１実施例を示しており、第１図
はＡ型セグメントの分解斜視図、第２図は継手部分の側
面図、第３図はセグメントの断面側面図、第４図は継手
部4Aの正面図、第５図は第１実施例に使用されるＢ・Ｋ
型セグメントの継手部分を示す側面図、第６図は第２実
施例を示す分解斜視図、第７図は第３実施例を示す分解
斜視図、第８、９図は第４実施例を示す分解斜視図と分
解断面図、第10、11図は第５実施例を示す一方の継手部
の斜視図と継手部分の断面図、第12〜15図は第６実施例
を示しており、第12図は分解斜視図、第13図は、分解断
面図、第14、15図は継手部4Aの正面図と側面図である。１……セグメント、３……接合面、４……継手部、11…
…外周面、12……内周面、Ｗ……雌爪部、Ｍ……雄爪
部、Ｐ……凸部、Ｑ……凹部、PQ……係合部、QP……被
係合部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相場勉東京都中央区日本橋室町３丁目３番２号久保田鉄工株式会社内 (56)参考文献特開昭59−41515（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周方向に隣り合うセグメントの周方向端部
を接合するセグメントの継手構造において、一方のセグメント（１）の継手部（4A）には、径方向中
途部の凹凸状の係合部（PQ）と、この係合部（PQ）より
内・外周側の雌雄爪部（MA）（WA）とが夫々形成され、他方のセグメント（１）の継手部（4B）には、前記一方
のセグメント（１）の継手部（4A）を軸方向にずらした
状態で面接触させてから軸方向位置合せすることによ
り、前記係合部（PQ）と係合してセグメント（１）
（１）の径方向相対位置を固定する被係合部（QP）と、
前記一方の雌雄爪部（MA）（WA）と夫々係合してセグメ
ント（１）（１）の周方向相対位置を固定する雌雄爪部
（MB）（WB）とが夫々形成されていることを特徴とする
セグメントの継手構造。