JPH08312295A - セグメント継手とセグメントの連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントの組み立ての機械化が可能で、組
み立て精度が良く、しかもセグメントの継手効率の高い
セグメント継手とセグメントの連結構造を提供すること
を目的とする。 【構成】 隣り合うセグメント１０，１０の対向してい
る各端面のうちの一方の端面に突設されたフランジ２２
と、他方の端面に突設されたフランジ２２と、これらの
フランジ２２，２２を連結するピン２４とからなり、各
フランジ２２，２２には貫通孔２２ａが各々形成されて
おり、各貫通孔２２ａの中心軸は前記端面に平行な面と
各々重なっており、ピン２４は各フランジ２２，２２の
貫通孔２２ａに挿通されている。ここで、ピン２４をテ
ーパ付きとし、各フランジ２２，２２の貫通孔２２ａの
直径をピン２４の嵌合位置の直径と同一にしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地下鉄、道路、上下
水道、電力、通信のとう道、共同溝などのトンネル内壁
を形成するセグメントを連結するためのセグメント継手
とこのセグメント継手を用いたセグメントの連結構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のセグメント継手を用いて形
成したトンネルの一例の部分斜視図である。同図に示す
ように、トンネル２は円筒状に連結された多数のセグメ
ント１０からなる。各セグメント１０はセグメント継手
が一直線上に連続形成されることによって強度の弱い部
分が一直線上に連続形成されないように千鳥状に連結さ
れている。

【０００３】図１０は図９の部分拡大図、図１１は図１
０のＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図に示すよう
に、セグメント１０は所定の厚さを有する矩形の鉄筋コ
ンクリート板からなり、この鉄筋コンクリート板はトン
ネル２の一部を形成するように円弧状に湾曲している。

【０００４】セグメント１０の四周の各端部には鋼板製
の継手板１２が所定間隔をおいて一体に設けられ、継手
板１２には貫通孔１２ａが穿設されている。継手板１２
は、セグメント１０を筒状に組み立てた場合に隣り合う
セグメント１０，１０間で相互に重なる位置に設けら
れ、貫通孔１２ａは重なる継手板１２，１２間で連通す
る位置に設けられている。

【０００５】セグメント１０には、継手板１２の内側に
隣接して、略箱状の凹部からなる中子ボックス１４が設
けられている。中子ボックス１４の内部はボルト・ナッ
ト１６ａ，１６ｂを入れてこれらを内部で締結できる程
度の大きさの空間になっている。

【０００６】セグメント１０は、トンネル２の内部にお
いて止水シール（図示せず）を挟んで組み立て、内側か
ら継手板１２，１２の一方の側の中子ボックス１４の中
にボルト１６ａを入れてそのねじ部を継手板１２の貫通
孔１２ａに通し、継手板１２，１２の他方の中子ボック
ス１４の中にナット１６ｂを入れてボルト１６ａのねじ
部に螺合させ、締付けることにより連結一体化させるこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセグメント継手のうちで先に述べたセグメントは、
セグメント１０を組み立てる場合、狭い中子ボックス１
４の中でボルト・ナット１６ａ，１６ｂの締結作業をし
なければならないので、締結作業が非常に面倒で、その
自動化（機械化）も困難であるという問題があった。

【０００８】また、図１２はこの出願に先立って提案し
たセグメントの斜視図である。このセグメント１０は内
部に帯状の主鋼材１８を長手方向に向けて複数本、配設
している。なお、主鋼材の表面にはコンクリートとの付
着を増す為、縞状突起などの突起が設けられている（図
示せず）。

【０００９】このセグメント１０は、内部に帯状の主鋼
材１８を長手方向に向けて複数本、配設しているので、
長手方向の強度及び剛性が飛躍的に向上するという特長
を有している。

【００１０】しかし、セグメント１０を連結するこのセ
グメント継手の構造は従来のままなので、継手部の強度
が本体に比べて相対的に低くなり、継手効率が悪いとい
う問題があった。

【００１１】この発明は、上記の各問題を解決するため
になされたもので、セグメントの組み立ての機械化が可
能で、組み立て精度が良く、しかもセグメントの継手効
率の高いセグメント継手を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するセグ
メントの継手は、隣り合うセグメントの対向している各
端面のうちの一方の端面に突設されたフランジと、他方
の端面に突設されたフランジと、これらのフランジを連
結するピンとからなり、前記各フランジには貫通孔が各
々形成されており、該各貫通孔の中心軸は前記端面に平
行な面と各々重なっており、前記ピンは前記各フランジ
の貫通孔に挿通されているものである。

【００１３】ここで、前記ピンをテーパ付きとし、前記
各フランジの貫通孔の直径を該ピンの嵌合位置の直径と
同一にしてもよい。

【００１４】また、前記各フランジの貫通孔をその中心
軸が前記各セグメントの表裏面に対して略直角になるよ
うに設け、前記セグメントの前記各フランジを突設した
部分の近傍を該セグメントの裏面側に開口する凹部にし
てもよい。

【００１５】また、前記各セグメントのピース間で向か
い合う端面に前記各フランジを設け、該各フランジの貫
通孔が該セグメントのリング間方向（トンネルの軸方
向）に重なるように設けてもよい。

【００１６】また、前記各セグメントのリング間で向か
い合う端面に前記各フランジを設け、該各フランジの貫
通孔が該セグメントのピース間方向（トンネルの円周方
向）に重なるように設けてもよい。

【００１７】更に、前記セグメントの内部に帯状の主鋼
材を長手方向に向けて配設し、前記フランジを該主鋼材
の端部に直接または他の部材を介して連結してもよい。

【００１８】

【作用】請求項１〜５記載の発明は各フランジを隣り合
うセグメントの向かい合う端面に各々突設し、前記貫通
孔をその中心軸が該端面に対して平行な面と重なるよう
に設けたので、ピース間で隣り合うセグメント間に引っ
張る力が作用し、セグメント継手に引っ張る力が作用し
た場合、ピンが剪断破壊されるまでセグメント継手は離
れない。

【００１９】また、請求項２記載の発明は前記ピンをテ
ーパ付きとし、前記各フランジの貫通孔の直径を該ピン
の嵌合位置の直径と同一にしているので、各フランジの
貫通孔にピンを挿入した場合、ピンは該フランジの各貫
通孔に各々密着する。

【００２０】また、請求項３記載の発明は前記各フラン
ジの貫通孔をその中心軸が前記各セグメントの表裏面に
対して略直角になるように設け、前記セグメントの前記
各フランジを突設した部分の近傍を該セグメントの裏面
側に開口する凹部にしたので、トンネルの内側より、ピ
ンを挿入することができる。

【００２１】また、請求項４記載の発明は前記各セグメ
ントのピース間で向かい合う端面に前記各フランジを設
け、該各フランジの貫通孔が該セグメントのリング間方
向に重なるように設けたので、フランジの貫通孔にピン
をトンネルの軸方向（セグメントのリング間方向）に向
けて挿入すると、その端面の全てのセグメント継手が一
度に連結する。

【００２２】また、請求項５記載の発明は前記各セグメ
ントのリング間で向かい合う端面で前記各フランジを設
け、該各フランジの貫通孔が該セグメントのピース間方
向に重なるように設けたので、フランジの貫通孔に湾曲
したピンをトンネルの円周方向（セグメントのピース間
方向）に向けて挿入すると、その端面の全てのセグメン
ト継手が一度に連結する。

【００２３】更に、請求項６記載の発明は前記セグメン
トの内部に帯状の主鋼材を長手方向に向けて配設し、前
記各フランジを該主鋼材の端部に直接または他の部材を
介して各々連結したので、継手の部分における強度の低
下がなくなる。

【００２４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係るセグメント
継手を備えたセグメントの部分斜視図、図２は図１のＡ
部拡大図、図３は連結状態にあるセグメント継手の断面
図である。

【００２５】これらの図に示すように、隣り合うセグメ
ント１０，１０の対向する端面にはピース間及びリング
間とも２組以上ののセグメント継手２０，２０が向かい
合うようにして各々設けられている。もちろん、場合に
よっては１組ずつでも良いし、ピース間のみ、リング間
のみでも良い。ピース間、リング間の両方にこのセグメ
ント継手２０を使用すれば、自動組立は更に容易とな
る。

【００２６】セグメント継手２０は貫通孔２２ａを各々
有する３枚のフランジ２２と、貫通孔２２ａに各々嵌挿
してこれらのフランジ２２を連結する１本のピン２４と
からなる。

【００２７】３枚のフランジ２２のうち２枚は一方のセ
グメント１０の端面にフランジ１枚分を開けて突設さ
れ、残りの１枚は他方のセグメント１０の端面に突設さ
れている。２枚のフランジ２２，２２のうちでセグメン
ト１０の外側に近いフランジ２２にはナット２６が貫通
孔２２ａと同軸に溶接されている。

【００２８】なお、隣り合う２つのセグメント１０の端
面にフランジ２２を各々１枚づつ合計２枚のフランジ２
２で構成しても良い。

【００２９】フランジ２２の基端部は板状の連結鋼材２
８に溶接され、連結鋼材２８は板状の主鋼材１８に溶接
されている。主鋼材１８は突起付き鋼板からなり、セグ
メント１０内に長手方向に向けて埋設されている。

【００３０】フランジ２２に形成された貫通孔２２ａは
その中心軸がセグメント１０の表裏面に対して略直角に
向くように設けられている。ピン２４にはテーパが設け
られており、先端部にはネジが形成されている。各フラ
ンジ２２の貫通孔２２ａの直径はピン２４の嵌合位置の
直径と同一になっている。

【００３１】セグメント１０の各フランジ２２を突設し
た部分の近傍はセグメント１０の端面側及び裏面側に開
口するように凹部３０になっている。

【００３２】図４は連結前のセグメント継手の断面図で
ある。以上説明したセグメント継手２０は、この図に示
すように配置し、次のようにしてセグメント１０を連結
することができる。

【００３３】すなわち、まず、一のセグメント１０の端
面に他のセグメント１０の端面を当接させる。これによ
って、一のセグメント１０のフランジ２２の間に他方の
セグメント１０のフランジ２２が差し込まれると同時
に、凹部３０，３０によってこれらのフランジ２２，２
２を囲むようにトンネル２の内側に向けて開口したボッ
クスが形成される。

【００３４】次に、トンネル２の内側からこのボックス
を通してフランジ２２の貫通孔２２ａにピン２４を自動
機械にて挿入し、少し回転させる。これによって、ピン
２４はフランジ２２の各貫通孔２２ａに各々密着すると
同時にピン２４の先端はフランジ２２に取り付けられた
ナット２６に固定される。

【００３５】最後に、凹部３０，３０によって形成され
たボックスの内部にモルタル等を流し込む。セグメント
継手２０はモルタル等によってセグメントの内部に埋め
殺される。

【００３６】このようにして連結された隣り合うセグメ
ント１０，１０間に引っ張る力が作用し、セグメント継
手２０に引っ張る力が作用した場合、ピン２４が剪断破
壊されるまでフランジ２２，２２は離れない。

【００３７】図５はこの発明の他の実施例に係るセグメ
ント継手の断面図である。この実施例において、セグメ
ント継手２０は４枚のフランジ２２と１本のピン２４と
からなり、隣り合うセグメント１０の対向する端面には
フランジ２２が２枚づつ突設されている。この例のセグ
メント継手２０は桁高が大きい場合のセグメント１０に
好適である。

【００３８】図６はこの発明の更に他の実施例に係るセ
グメント継手の部分斜視図である。この例において、前
記各セグメント１０のピース間で向かい合う端面には各
フランジ２２が突設され、各フランジ２２の貫通孔２２
ａはその中心線がセグメント１０のリング間方向に向く
ように設けられている。

【００３９】この例のセグメント継手の場合、図７に示
すようにピース間で隣り合うセグメント１０を対向さ
せ、図８に示すようにセグメント１０を近付けて各フラ
ンジ２２を重ならせ、フランジ２２の貫通孔２２ａにピ
ン２４をトンネル２の軸方向に向けて挿入することによ
りセグメント１０を連結させることができる。

【００４０】セグメント継手２０がこの例のような構造
を採った場合、ピン２４が抜け落ちるようなおそれは全
くない。また、１本のピン２４で複数個のセグメント継
手２０を同時に連結することができる。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、隣り合うセグメント
間に離れる方向の力が作用し、セグメント継手の各フラ
ンジ間に離れる方向の力が作用した場合、各フランジは
ピンにより極めて大きな剪断抵抗を受けるので、セグメ
ント継手の連結強度はボルト結合の場合より著しく大き
くなるという効果がある。

【００４２】また、請求項２記載の発明によれば、各フ
ランジの貫通孔にピンを挿入した場合、ピンはフランジ
の各貫通孔に各々密着し、フランジ同士のずれが無くな
るので、セグメントの組み立て精度が高まるという効果
がある。

【００４３】更に、請求項３記載の発明によれば、トン
ネルの内側からピンを挿入させるだけでセグメントを連
結させることができるので、セグメントの自動組立が可
能になり、セグメント組み立ての工期が著しく短縮され
るという効果がある。

【００４４】また、請求項４記載の発明によれば、フラ
ンジの貫通孔にピンをトンネルの軸方向に向けて挿入す
ると、その端面の全てのセグメント継手が一度に連結す
るので、連結作業が容易になるという効果がある。

【００４５】また、請求項５記載の発明によれば、フラ
ンジの貫通孔にピンをトンネルの円周方向に向けて挿入
すると、その端面の全てのセグメント継手が一度に連結
するので、連結作業が容易になるという効果がある。

【００４６】更に、請求項６記載の発明によれば、継手
の部分における強度の低下がなくなるので、継手効率が
良くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係るセグメント継
手を備えたセグメントの部分斜視図である。

【図２】図２は図１のＡ部拡大図である。

【図３】図３は連結状態にあるセグメント継手の断面図
である。

【図４】図４は連結前のセグメント継手の断面図であ
る。

【図５】図５はこの発明の他の実施例に係るセグメント
継手の断面図である。

【図６】図６はこの発明の更に他の実施例に係るセグメ
ント継手の部分斜視図である。

【図７】図７は図６の例のセグメント継手を備えたセグ
メントの連結前の状態を示す部分平面図である。

【図８】図８は図６の例のセグメント継手を備えたセグ
メントの連結後の状態を示す部分平面図である。

【図９】図９は従来のセグメント継手を用いて形成した
トンネルの部分斜視図である。

【図１０】図１０は図９の部分拡大図である。

【図１１】図１１は図１０のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１２】図１２は従来のセグメントの他の例の一部切
欠斜視図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １８ 主鋼材 ２０ セグメント継手 ２２ フランジ ２２ａ 貫通孔 ２４ ピン ２６ ナット ２８ 連結鋼材 ３０ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長山 秀昭 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣り合うセグメントの対向している各端
   面のうちの一方の端面に突設されたフランジと、他方の
   端面に突設されたフランジと、これらのフランジを連結
   するピンとからなり、前記各フランジには貫通孔が各々
   形成されており、該各貫通孔の中心軸は前記端面に平行
   な面と各々重なっており、前記ピンは前記各フランジの
   貫通孔に挿通されていることを特徴とするセグメント継
   手。
2. 【請求項２】 前記ピンをテーパ付きとし、前記各フラ
   ンジの貫通孔の直径を該ピンの嵌合位置の直径と同一に
   したことを特徴とする請求項１記載のセグメント継手。
3. 【請求項３】 前記各フランジの貫通孔をその中心軸が
   前記各セグメントの表裏面に対して略直角になるように
   設け、前記セグメントの前記各フランジを突設した部分
   の近傍を該セグメントの裏面側に開口する凹部にしたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のセグメント継
   手。
4. 【請求項４】 前記各セグメントのピース間で向かい合
   う端面に前記各フランジを設け、該各フランジの貫通孔
   が該セグメントのリング間方向に重なるように設けたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のセグメント継
   手。
5. 【請求項５】 前記各セグメントのリング間で向かい合
   う端面に前記各フランジを設け、該各フランジの貫通孔
   が該セグメントのピース間方向に重なるように設けたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のセグメント継
   手。
6. 【請求項６】 前記セグメントの内部に帯状の主鋼材を
   長手方向に向けて配設し、前記各フランジを該主鋼材の
   端部に直接または他の部材を介して各々連結したことを
   特徴とするセグメントの連結構造。