(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートセグメントの主鉄筋の一部又は全部が高強度異形鉄筋であり、その両端部がボタンヘッドに加工されてセグメントの接続部切欠内に露出した、セグメントを連結する際に、連接するボタンヘッド同士にスリーブを外嵌し、該スリーブの長手方向中央から左右の部分の外径を押しつぶすと共にボタンヘッドを引き寄せ、主鉄筋同士を連結することを特徴とするセグメントの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルライナ等に用いるコンクリートセグメントの接続構造及び接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セグメントの接続構造には色々な形式が開発されているが、構造が複雑であったり、施工に時間を要したり、非常に大型であるなど機能とコスト面でバランスがとれていない。現在一番使用頻度が多いのはボルトボックスもしくはその応用型である。このようなボルトボックスは、セグメントの接続構造部に鋼製の箱を、側板がセグメントの接続面に露出するような状態に、埋込んでおき、隣接するセグメントの側板同士をボルトで結合するものである。このような接続構造は単純な構造で、価格が安い反面、ボルトで結合した側板に曲げモーメントが作用して大きな変形たわみが生ずること、ボルト締めのための箱抜きによる主鉄筋の切断を要すること、切断して欠損した鉄筋を補うための補強鉄筋量が多くなること、断面欠損が大きく配置に自由度が無いこと、継手位置がセグメントの内面に偏り、正曲げと負曲げ耐力にアンバランスが生ずることなどの弱点がある。
【０００３】
図８はこのような従来のセグメント１同士の接続構造を示すセグメントの展開平面図、図９はそのＡ−Ａ矢視図である。セグメント１同士に設けた側板２１をボルト２２で結合してセグメントの接続構造２０を形成しているが、力が掛かったときに側板２２に曲げモーメントが掛かり、側板２２に曲がり２３を生じた状態を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような従来のセグメントの接続構造の問題点を解決した技術を提供することを目的とするものである。すなわち、簡単な構造で結合部の変形やたわみを生ずることなく、主鉄筋の欠損を生ずることがなく、セグメントの正曲げと負曲げに対してバランスのよいセグメントの接続構造及び接続方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、隣接するセグメントの主鉄筋同士を直接連結するセグメントの接続構造を実現するものである。このような接続構造は、箱の埋込みを必要とせず、主鉄筋の欠損を生ずることもなく、結合部の撓みや変形を生ずることがない。この接続構造では、継手部材には曲げ応力が働かず、引張応力が作用するのみであり、主鉄筋及びスリーブの部材強度を有効に活用することができる。
【０００６】
上記接続構造を形成するための本発明方法は、コンクリートセグメントの主鉄筋の一部又は全部を高強度異形鉄筋に置き換え、その両端部がボタンヘッドに加工されてセグメントの接続部切欠内に露出した、セグメントを連結する際に、、連接するボタンヘッド同士にスリーブを外嵌し、該スリーブの長手方向中央から左右の部分の外径を押しつぶすと共にボタンヘッドを引き寄せ、主鉄筋同士を連結することを特徴とするセグメントの接続方法である。本発明方法では主鉄筋の一部又は全部を高強度異形鉄筋に置き換える。この高強度異形鉄筋の両端部にボタンヘッドを加工しておく。そしてこのボタンヘッド部を隣接するセグメントの継手（接続構造）として使用する。すなわち、対向するボタンヘッド同士に円筒状のスリーブを被せ、このスリーブの両端側の外径を押しつぶすと共にボタンヘッドを引き寄せて抱持させ、主鉄筋同士が力を伝達するようにする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図７は本発明の適用されるトンネルライナ用のコンクリートセグメント１を示す斜視図である。セグメント１は矩形円弧板状をなし、周方向を連結してリング状に形成し、長手方向を順次連結してトンネル内壁をライニングする。このため、周方向接続端面及び長手方向接続端面に接続構造（継手）を要する。上述のように、図８、図９は従来の接続構造を示すもので、セグメントの周方向接続部を例示している。図８はトンネルの内面側から見た平面図、図９はそのＡ−Ａ矢視図である。従来接続端面に箱を埋込み、箱の側板２１同士をボルト２２で締付けて接続する。セグメント１を分離する方向に力が掛ったとき、側板２１は図８、図９に示すように曲り２３を生じ、セグメント１同士の隙間が開いてしまう。
【０００８】
本発明はこのような従来の接続構造に代り、隣接するセグメントの主鉄筋同士を直接連結してセグメントの接続構造を形成する。図４はセグメント内に組込まれる鉄筋篭１０の側面図、図５はその平面図を示している。主鉄筋１１の一部又は全部を高強度異形筋に代え、その端部にボタンヘッド１２を形成しておく。図６はボタンヘッド１２を示す図である。ボタンヘッド１２は、鉄筋の端部に径の大きいヘッドを設けるもので、主鉄筋１１の端部を加工して端部に鉄筋径より大きい径の球体を形成したものである。球形は鉄筋軸方向につぶして鉄筋長手方向端面側１３を平坦化し、球体の鉄筋との取付部側１４が半球面ないし円錐状テーパ面をなすような形状としたものでもよい。なお、高強度異形鉄筋は外周面に凹凸を有し、コンクリートとの結合力が大きい。
【０００９】
本発明の接続構造は図１に示すように、隣接するセグメント１同士の主鉄筋２同士にスリーブ３を被せ、このスリーブ３をかしめて主鉄筋２同士を直接連結してセグメントの接続構造を形成している。この主鉄筋２同士にスリーブ３を被せ、スリーブ３をかしめることによって連結した部分の断面図を図２に示した。このセグメントの接続構造は、構造的に十分な強度があり、しかも安価である。
【００１０】
上記接続構造は、セグメントの主鉄筋２の一部又は全部を高強度異形鉄筋に置き換え、その両端部にボタンヘッド１２を加工してセグメントの接続部切欠４内に露出させておき、セグメント組立時に、連接するボタンヘッド１２同士にスリーブ３を外嵌し、スリーブ３をかしめてボタンヘッド同士を連結することにより形成することができる。図３はその工程を示している。図３（ａ）に示すように、セグメント１中に埋設された鉄筋２の端部に形成されているボタンヘッド１２はセグメント１の端部に設けられた切欠４中に露出している。この一方の主鉄筋２にパイプ状のスリーブ３を矢印で示すように移動して装着する。このスリーブは内径がボタンヘッドの外形より僅か大きい短管状のものである。次いで図３（ｂ）に示すように隣接セグメント１をエレクターで所定位置に合わせ、セグメント１同士を組立姿勢に接触させ、ボタンヘッド１２同士を対向させる。このとき、必要なパッキング５等を施工しておく。ボタンヘッド１２同士は相互に２〜３ｍｍの間隙を有する。スリーブ３を矢印方向に移動させる。図３（ｃ）に示すように、スリーブ３を隣接する鉄筋２のボタンヘッド１２同士を覆う位置に移動させる。次いで図３（ｄ）に示すような油圧式のかしめ治具６をスリーブ３の外周に係着させ、スリーブ３の外周を押圧してかしめる。かしめ治具６は、スリーブ３の長手方向中央から左右の部分を外周から押しつぶす縮径方向作動６とボタンヘッド１２同士を引き寄せる引き寄せ方向作動８の両方の作動をなし、ボタンヘッド１２同士を引きつけるようにかしめる。この時高強度異形鉄筋に必要な張力を与える。これで継手の締め付けを終了しかしめ治具を外す。このようにして、図１、図２に示す本発明の接続構造を形成することができる。なお、上記図３に示した本発明の工程は自動化することができる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のセグメントの接続構造は以上のように構成されているので構造的に十分な強度があり、しかも安価である。このような接続構造は上記接続方法によって達成することができ、施工が確実で、熟練を要しない。また、自動化することが簡便に出来るというすぐれた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のセグメントの接続構造を示す側面図である。
【図２】実施例のセグメントの接続構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例の工程図である。
【図４】鉄筋の側面図である。
【図５】鉄筋の平面図である。
【図６】鉄筋のボタンヘッドの説明図である。
【図７】セグメントの斜視図である。
【図８】従来の接続構造の説明図である。
【図９】従来の接続構造の説明図である。
【符号の説明】
１    セグメント
２    鉄筋
３    スリーブ
４    切欠
５    パッキング
６    かしめ治具
７    縮径方向作動
８    引き寄せ方向作動
１０    鉄筋篭
１１    主鉄筋
１２    ボタンヘッド
１３    鉄筋長手方向端面側
１４    鉄筋との取付部側
２１    側板
２２    ボルト
２３    曲り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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