(57)【要約】【課題】セグメント間のオス継手とメス継手の多様な偏心に対応でき、しかも偏心に対するクリアランスを向上させる。【解決手段】トンネル軸方向に隣り合うセグメント２を連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造であって、隣り合うセグメント２の互いに対向する一方の継手板１０及び他方の継手板３６と、継手板１０に設けられたオス継手３と、継手板３６に設けられたメス継手４とを備え、オス継手３は、継手板１０に設けられた継手板貫通孔１１と、継手板貫通孔１１を貫通するオスピン１２と、継手板貫通孔１１とオスピン１２との間に設けられた弾性部材１３と、継手板１０の両面側から弾性部材１３を挟むようにオスピン１２に固定された一対のガイド部材１４を有し、メス継手４は、オスピン１２が挿入されるメス継手挿入孔３９を有する。【選択図】図４
2014134036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、
前記隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、
前記一方の継手板に設けられたオス継手と、
前記他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、
前記オス継手は、前記一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、前記継手板貫通孔を貫通するオスピンと、前記継手板貫通孔と前記オスピンとの間に設けられた弾性部材と、前記一方の継手板の両面側から弾性部材を挟むように前記オスピンに固定された一対のガイド部材を有し、
前記メス継手は、前記オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有すること
を特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項２】
トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、
前記隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、
前記一方の継手板に設けられたオス継手と、
前記他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、
前記オス継手は、前記一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、前記継手板貫通孔を貫通するオスピンと、前記一方の継手板の片面側又は両面側から挟むように前記オスピンに固定された弾性部材と前記弾性部材を前記一方の継手板と挟むように前記オスピンに固定されたガイド部材を有し、
前記メス継手は、前記オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有すること
を特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項３】
トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、
前記隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、
前記一方の継手板に設けられたオス継手と、
前記他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、
前記オス継手は、前記一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、前記継手板貫通孔を貫通するオスピンと、前記継手板貫通孔と前記オスピンとの間に設けられた第１の弾性部材と、前記一方の継手板を片面側又は両面側から挟むように前記オスピンに固定された第２の弾性部材と、前記第２の弾性部材を前記一方の継手板と挟むように前記オスピンに固定されたガイド部材を有し、
前記メス継手は、前記オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有すること
を特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項４】
前記オス継手は、前記一方の継手板の前記メス継手と対向する面の裏側にある前記オスピン及び前記ガイド部材の全体を覆うとともに、前記オスピン及び前記ガイド部材が移動可能となる内部空間を有するハウジング部材が設けられていること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項５】
前記オス継手は、前記継手板貫通孔と前記オスピンとの間に設けられた弾性部材により前記一方の継手板の前記メス継手と対向する面の裏側にある前記オスピンの全体が覆われていること
を特徴とする請求項１又は３記載のトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項６】
前記オスピンは、先端に近づくほど縮径するテーパを有すること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項７】
前記オスピンは、先端に近づくほどオスピンの軸方向とのテーパの角度が大きくなる多段階のテーパを有すること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項８】
前記弾性部材は、水膨潤性であること
を特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造。
【請求項９】
請求項１〜８のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造を有すること
を特徴とするシールドトンネルセグメント。
【請求項１０】
請求項１〜８のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造を有し、当該トンネルセグメントリング間継手構造は、前記一方の継手板の前記メス継手と対向する面の裏側の鋼殻内にコンクリートが充填され、鋼殻とコンクリートとが合成構造化されていること
を特徴とするシールドトンネルセグメント。
【請求項１１】
トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するトンネルセグメントリングの連結方法において、
前記隣り合う一方のセグメントに設けられ、継手板貫通孔と、前記継手板貫通孔を貫通するオスピンと、前記継手板貫通孔と前記オスピンとの間に設けられた弾性部材と、前記一方の継手板の両面側から弾性部材を挟むように前記オスピンに固定された一対のガイド部材を有するオス継手を備える一方の継手板を、前記隣り合う他方のセグメントに設けられてなるとともにメス継手挿入孔を有するメス継手を備える他方の継手板に対向させ、
前記オス継手のオスピンを、前記弾性部材を弾性変形させつつその先端部を前記メス継手の前記メス継手挿入孔の内側に摺動させながら案内されて挿入した場合には、当該弾性部材の復元力に基づいて前記オスピン中心の前記メス継手挿入孔中心に対する偏心を調整すること
を特徴とするトンネルセグメントリングの連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法において、トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造、シールドトンネルセグメント、及びトンネルセグメントリングの連結方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、シールドマシンで掘削を行いながら、トンネル全体を分割した単体のセグメントで組み上げることによりトンネルを構築するトンネル建設工法である。このシールド工法では、セグメントを事前に工場で大量製作し、トンネル建設現場では、その予め製作されたセグメントを組み上げるのみで容易に施工できるという利点がある。
【０００３】
その一方で、セグメント連結時におけるセグメント間の設置誤差や工場で大量製作されるセグメントのうち寸法上の製作誤差等により、セグメントの継手間の軸に偏心が生じてしまう場合もあり、その結果、セグメントの連結が困難となり、施工性が大幅に悪化してしまう問題点もある。
【０００４】
このため、セグメントの継手間に偏心が生じても、セグメント連結時点においてその偏心を解消しつつ簡易に現場施工できる技術が求められていた。
【０００５】
従来より、セグメント連結時点でセグメントの継手間の偏心を吸収し自然に連結できるような継手構造が数多く提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１の開示技術では、図１９に示すように、セグメントのメス継手５０にケーシング４７を設け、オス継手４８の雄型連結体４６をそのケーシング４７に挿入することにより連結させる。かかる場合において、オス継手４８の基部４９と、メス継手５０のケーシング４７の少なくとも一方について、その外周に弾性体５８を設けることにより、当該ケーシング４７及び雄型連結体４６の少なくとも一方をその軸方向と直交する方向へ略平行移動できるように構成している。ちなみに、この図１９の例では、オス継手４８の基部４９の外周に弾性体５８を設けた構成となっている。
【０００７】
即ち、この特許文献１の開示技術では、オス継手４８側及びメス継手５０側のいずれか一方又は両方にセグメント連結時の偏心に対する許容度を設けて、オス継手４８とメス継手５０とのトンネル軸方向の偏心を吸収して調心できるようにしている。
【０００８】
また、特許文献２の開示技術は、図２０及び図２１に示すようにメス継手５７側に設けられた一対のスライドストッパー５２がトンネル半径方向に可動的に設けられ、この一対のスライドストッパー５２の間が近づく方向に付勢するばね５３が配設されている。このメス継手５７に対して、オス継手５６側に設けられた棒状の係止部材５１が偏心していた場合においても、一対のスライドストッパー５２が、一対のばね５３による付勢を僅かに変えて偏心に容易に追従でき、係止部材５１の係止突起５５を機械的に係合することができる。
【０００９】
つまり、特許文献２の開示技術では、メス継手５７側をオス継手５６側の偏心度合に応じて弾性変形可能としている。即ち、メス継手５７側にセグメント連結時の偏心に対する許容性を設けるとともに、連結時のトンネル軸方向の偏心を吸収するいわゆる調心機能を持たせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３３２２０９号公報
【特許文献２】特開平１１−３１５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、オス継手側に雄型連結体４６を設け、その雄型連結体４６の基部４９の外周には弾性体５８を設けることでこれが略平行移動可能に構成している例が示されている。しかし、雄型連結体４６における偏心の許容性は、図１９に示されるように、継手板５７において雄型連結体４６を挿通するために開削された孔５６と、雄型連結体４６との間隙の間のクリアランス程度に限定されている。このため、特許文献１の開示技術では、偏心を吸収して調心できるとしてもそのクリアランスの範囲内であった。
【００１２】
即ち、上述した特許文献１、２の開示技術では、あくまでメス継手側において、偏心に対する許容性と調心機能を重点的に持たせたものが主として開示されているものといえる。このメス継手側のみに偏心に対する許容性と調心機能を重点的に持たせるのみでは、特に互いの軸心の偏心量が大きい場合において調心することが困難になる。このため、偏心に対する許容性を向上させることが可能な継手構造が従来より求められていた。
【００１３】
これに加えて、メス継手に対するオス継手の偏心は多様であり、その個々の偏心に応じてメス継手に対するオス継手の挿入方向は多岐に亘るものとなる。しかしながら、単にメス継手側において重点的に調心機能を設けるのみでは、メス継手に対する多岐に亘るオス継手の挿入態様に対応することができないという問題点があった。特に挿入側のオス継手側にこのような調心機能を設けてバリエーションを増やすことにより、施工時における様々な偏心に対して柔軟に対応したいという顕在的なニーズもあった。
【００１４】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、セグメント間のオス継手とメス継手の多様な偏心に対応でき、しかも偏心に対する許容性を向上させることが可能なトンネルセグメントリング間継手構造、シールドトンネルセグメント、及びトンネルセグメントリングの連結方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明に係るトンネルセグメントリング間継手構造、シールドトンネルセグメント、及びトンネルセグメントリングの連結方法は、次のように構成する。
【００１６】
請求項１記載の発明は、トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、一方の継手板に設けられたオス継手と他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、オス継手は、一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、継手板貫通孔を貫通するオスピンと、継手板貫通孔とオスピンとの間に設けられた弾性部材と、一方の継手板の両面側から弾性部材を挟むようにオスピンに固定された一対のガイド部材を有し、メス継手は、オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有することを特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００１７】
請求項２記載の発明は、トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、一方の継手板に設けられたオス継手と他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、オス継手は、一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、継手板貫通孔を貫通するオスピンと、一方の継手板の片面側又は両面側から挟むようにオスピンに固定された弾性部材と弾性部材を一方の継手板と挟むようにオスピンに固定されたガイド部材を有し、メス継手は、オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有することを特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００１８】
請求項３記載の発明は、トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するためのトンネルセグメントリング間継手構造において、隣り合うセグメントの互いに対向する一方の継手板及び他方の継手板と、一方の継手板に設けられたオス継手と他方の継手板に設けられたメス継手とを備え、オス継手は、一方の継手板に設けられた継手板貫通孔と、継手板貫通孔を貫通するオスピンと、継手板貫通孔とオスピンとの間に設けられた第１の弾性部材と、一方の継手板を片面側又は両面側から挟むようにオスピンに固定された第２の弾性部材と、第２の弾性部材を一方の継手板と挟むようにオスピンに固定されたガイド部材を有し、メス継手は、オスピンが挿入されるメス継手挿入孔を有することを特徴とするトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００１９】
請求項４記載の発明は、オス継手は、一方の継手板のメス継手と対向する面の裏側にあるオスピン及びガイド部材の全体を覆うとともに、オスピン及びガイド部材が移動可能となる内部空間を有するハウジング部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００２０】
請求項５記載の発明は、オス継手は、継手板貫通孔とオスピンとの間に設けられた弾性部材により一方の継手板のメス継手と対向する面の裏側にあるオスピンの全体が覆われていることを特徴とする請求項１又は３記載のトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００２１】
請求項６記載の発明は、オスピンは、先端に近づくほど縮径するテーパを有することを特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００２２】
請求項７記載の発明は、オスピンは、先端に近づくほどオスピンの軸方向とのテーパの角度が大きくなる多段階のテーパを有することを特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００２３】
請求項８記載の発明は、弾性部材は、水膨潤性であることを特徴とする請求項１〜７記載のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造が提供される。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造を有することを特徴とするシールドトンネルセグメントが提供される。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜８のうち何れか１項記載のトンネルセグメントリング間継手構造を有し、当該トンネルセグメントリング間継手構造は、一方の継手板のメス継手と対向する面の裏側の鋼殻内にコンクリートが充填され、鋼殻とコンクリートとが合成構造化されていることを特徴とするシールドトンネルセグメントが提供される。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、トンネル軸方向に隣り合うセグメントを連結するトンネルセグメントリングの連結方法において、隣り合う一方のセグメントに設けられ、継手板貫通孔と、継手板貫通孔を貫通するオスピンと、継手板貫通孔とオスピンとの間に設けられた弾性部材と、一方の継手板の両面側から弾性部材を挟むようにオスピンに固定された一対のガイド部材を有するオス継手を備える一方の継手板を、隣り合う他方のセグメントに設けられてなるとともにメス継手挿入孔を有するメス継手を備える他方の継手板に対向させ、オス継手のオスピンを、弾性部材を弾性変形させつつその先端部をメス継手のメス継手挿入孔の内側に摺動させながら案内されて挿入した場合には、当該弾性部材の復元力に基づいてオスピン中心のメス継手挿入孔中心に対する偏心を調整することを特徴とするトンネルセグメントリングの連結方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明によると、隣り合うセグメントを互いに近接するにつれて、オスピンの一方の端部がメス継手挿入孔に当接すると、オスピンは、メス継手挿入孔から力を受ける。ここで、オスピンと当接する弾性部材によりオスピン及びガイド部材は、弾性部材のある領域だけオスピンの軸半径方向に平行移動が自在となる。これにより、オスピンの軸とメス継手挿入孔の軸に偏心があったとしても、オスピンの一方の端部がメス継手挿入孔内の面上を摺動しながら案内されて、オスピンがメス継手挿入孔の軸心と一致して調心される。こうして、オスピンがメス継手挿入孔に嵌合することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によると、隣り合うセグメントが近接するにつれて、オスピンの一方の端部がメス継手挿入孔に当接すると、オスピンは、継手板貫通孔との僅かな間隙分だけオスピン進行方向と直交方向への移動が自在となる。この僅かな間隙が形成されていることから、弾性部材による弾性変形と組み合わせることにより、揺動自在となる。このオスピンの揺動自在な動きにより、オスピンとメス継手挿入孔の様々な偏心に対応することができ、請求項１記載の発明と同様にオスピンがメス継手挿入孔内を摺動しながら嵌合することができる。
【００２９】
また、継手板の両側に弾性部材があると、オスピンの揺動の自由度を向上させることが可能となる。それにより、オスピンの柔軟な挙動が可能となり、オスピンとメス継手挿入孔の嵌合がしやすくなる。
【００３０】
請求項３記載の発明によると、請求項１記載の発明の効果と請求項２記載の発明の効果の両方が発生することで、継手板に対してオスピンが近接離間自在に移動することが可能となる。第１の弾性部材と第２の弾性部材がそれぞれ合わさった弾性変形を生じることにより、オスピンは、オスピンの軸半径方向への平行移動や揺動等の柔軟な挙動が可能となり、偏芯に対する許容性を向上させ、オスピンとメス継手挿入孔の嵌合がしやすくなる。
【００３１】
請求項４記載の発明によると、一方の継手板のメス継手と対向する面の裏側にあるオスピン及びガイド部材の全体を覆うとともに、オスピン及びガイド部材が移動可能となる内部空間を有するハウジング部材が設けられている。このハウジング部材があることで、セグメント内部に打設されたコンクリートがオスピン及びガイド部材と接触し、オスピンの動きを止めることを防ぐことができる。これにより、オスピンの多様な動きを可能とし、オス継手とメス継手との間に偏心があっても調心することが可能となる。
【００３２】
請求項５記載の発明によると、オス継手は、オスピンと継手板貫通孔との間に弾性部材が設けられ，オス継手に偏心の許容度を持たせるとともに，一方の継手板のメス継手と対向する面の裏側にあるオスピンの全体が弾性部材によって覆われている。この弾性部材があることで，ハウジング部材を設けなくともセグメント内部に打設されたコンクリートがオスピン及び前記ガイド部材と接触し、オスピンの動きを止めることを防ぐことができる。これにより、オスピンの多様な動きを可能とし、オス継手とメス継手との間に偏心があっても調心することが可能となる。
【００３３】
こうした、上記のような発明による効果が得られることで、オス継手に偏心の許容度を持たせることになり、メス継手の偏心の許容度が不要となり、バネ等を使用するなど、複雑な機構を使ったセグメント製作がなくなり、製作の簡素化が図れる。また、セグメントの設置精度ならび製作精度及び製作効率が向上し、最終的にはコストダウンにもつながる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】複数のセグメントを連結して構築されるトンネル全体の斜視図である。
【図２】トンネル全体を分割した単体のセグメントの斜視図である。
【図３】互いにトンネル軸方向に対向する２つのセグメントを連結させる際の斜視図である。
【図４】図２に示す単体のセグメントのＡ−Ａ´の断面図である。
【図５】第１実施形態のオス継手の断面図である。
【図６】（ａ）はオスピンの先端側の端部及び後端側の端部が円球状であるときの側面図、(ｂ）はその斜視図である。
【図７】（ａ）はオスピンの先端側の端部が台錐状であり、後端側の端部が円柱状であるときの側面図、(ｂ）はその斜視図である。
【図８】（ａ）はオスピンの先端側の端部が、先端に近づくほどオスピンの軸方向とのテーパの角度が大きくなる多段階のテーパを有する形状であり、後端側の端部が円柱状であるときの側面図、(ｂ）はその斜視図である。
【図９】（ａ）はオス継手のハウジング部材がない場合のセグメント鋼殻内部側から見た斜視図で、(ｂ）は（ａ）で示す同箇所にハウジング部材が設けられた場合の斜視図である。
【図１０】互いに対向する他方のセグメントのメス継手挿入孔の軸心と一方のセグメントのオスピンの軸心が一致した状態で、両セグメントが近接するときの断面図である。
【図１１】偏心がある中で、オスピンがメス継手挿入孔に当接して摺動しながら隣り合うセグメントが近接するときの断面図である。
【図１２】第２実施形態において、継手板とガイド部材の間の片面側のみに弾性部材が設けられたときのオス継手の断面図である。
【図１３】第２実施形態において、継手板とガイド部材の間の両面側に弾性部材が設けられたときのオス継手の断面図である。
【図１４】第３実施形態において、継手板とオスピンの間に第１の弾性部材が介装され、片面側のみに第２の弾性部材が介装されているときのオス継手の断面図である。
【図１５】第３実施形態において、継手板とオスピンの間に第１の弾性部材が介装され、両面側に第２の弾性部材が介装されているときのオス継手の断面図である。
【図１６】第４実施形態において、継手板とその継手板とオスピンの間に介装された弾性部材とをボルトとナットで挟む形で固定されたオス継手の断面図である。
【図１７】第５実施形態において、第３実施形態の継手板とガイド部材の間の両面側に第２の弾性部材が介装されているときのオス継手にハウジング部材が設けられた場合の断面図である。
【図１８】第６実施形態において、第５実施形態のハウジング部材の代替として、第３実施形態の第１の弾性部材がオスピンの後端側を覆っている場合の断面図である。
【図１９】従来のセグメント連結構造のオス継手とメス継手の断面図である。
【図２０】従来の他のセグメント連結構造のオス継手とメス継手の嵌合時の断面図である。
【図２１】従来の他のセグメント連結構造のオス継手とメス継手の嵌合時の断面図の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態として、シールド工法によって構築されるトンネルのトンネルセグメントリング間継手構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
先ず本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第１実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
【００３７】
本発明に係るトンネルセグメントリング間継手構造が用いられるトンネル１は、図１の斜視図に示されるように、単体のセグメント２を複数個に亘って連結することによって構築される。このトンネル１の構築の手順は、まずセグメント２をトンネル周方向に連結させてセグメント２のリングを構築する。次にセグメント２のリングに対してトンネル軸方向に向けて順次セグメントを連結する。こうして、セグメント２のリングを当該トンネル軸方向に向けて順次延長させることができる。この図１の例では、セグメント２を千鳥格子状に連結させている場合を例に挙げているが、これに限定されるものでない。
【００３８】
図２は、このようなトンネル全体を分割した単体のセグメント２の斜視図であり、図３は、互いにトンネル軸方向に対向する２つのセグメント２を連結させる際の斜視図である。また図４は、図２に示す単体のセグメント２のＡ−Ａ´の断面図であり、図５は、第１実施形態のオス継手の拡大図である。
【００３９】
セグメント２は、図２に示されるようにトンネル軸方向視において円弧板状に形成され、平面視において矩形状に形成されている。
【００４０】
また、図４に示すセグメント２は、トンネル軸方向の端面に配置されるオス側の主桁２００と、トンネル軸方向にオス側の主桁２００と所定の間隔をおいて平行に配置されたメス側の主桁３００と、オス側の主桁２００及びメス側の主桁３００の各端部に取り付けられ、セグメント２の両側面に配置された継手板６と、オス側の主桁２００からメス側の主桁３００にかけて地山側を覆うように設けられたスキンプレート５と、図４に示されるようにセグメント２の鋼殻内部に打設されたコンクリート９とを備えている。
【００４１】
オス側の主桁２００は、図２に示されるように継手板１０と、継手板１０のトンネル周方向の両端部近傍に設けられた一対のオス継手３と、継手板１０の上方端面に設けられる上方フランジ１５と、継手板１０の下方端面に設けられる下方フランジ１６と、隣り合うセグメント２を連結させるために継手板１０の一方の端部に設けられた周方向突出部７と、継手板１０の他方の端部に設けられた周方向接合板１５０と、周方向接合板１５０を貫通する周方向貫通孔８とを備えている。
【００４２】
図２に示されるように継手板１０は、トンネル軸方向視でトンネル周方向に向けて円弧を描くような形状となっており、トンネル周方向視で略矩形とされている。
【００４３】
オス継手３は、図４に示されるように継手板１０の垂直方向の略中央に設けられた継手板貫通孔１１と、継手板貫通孔１１を貫通するオスピン１２と、継手板貫通孔１１とオスピン１２との間に設けられた弾性部材１３と、継手板１０の両面側から弾性部材１３を挟むようにオスピン１２に固定された一対のガイド部材１４と、オスピン１２及びガイド部材１４の継手板１０から鋼殻内部への突出している部分を覆うように設けられたハウジング部材２７とを備えている。
【００４４】
継手板貫通孔１１は、継手板１０においてトンネル周方向の両端部近傍において２箇所に亘って設けられ、その断面形状は略円形状とされている。この継手板貫通孔１１は、継手板１０を貫通するように設けられているが、オスピン１２の形状、サイズに応じて、その貫通形状や径が調整されている。
【００４５】
オスピン１２は、継手板貫通孔１１及び図示しないガイド部材１４の貫通孔を貫通するように設けられ、トンネル軸方向に向けてそのピンの先端が延長された棒体で構成される。オスピン１２と継手板貫通孔１１の間には弾性部材１３が介装可能なようにクリアランスが設けられている。このとき、オスピン１２の先端側の端部１２ａは、継手板１０よりも外側に位置し、ガイド部材１４よりも軸方向に向けて突出されていることが必須であり、また上方フランジ１５、下方フランジ１６よりもトンネル軸方向に向けて突出されていることが望ましい。これに対して、図５に示すオスピン１２の後端側の端部１２ｂは、継手板１０及びガイド部材１４よりも内側に位置しているが、ガイド部材１４よりもトンネル軸方向内側に突出させることは必須ではない。
【００４６】
図６（ａ）は、オスピン１２の軸方向の先端側の端部１２ａ、後端側の端部１２ｂの側面図であり、図６(ｂ)は、その斜視図である。オスピン１２は、その先端側の端部１２ａ及び後端側の端部１２ｂが、半球状となっている。半球状にした理由は、一方のセグメントのオス継手のオスピン１２が他方のセグメントのメス継手のガイド面と接した際に、当該オスピン１２の先端側の端部１２ａを好適に滑らせて摺動させることができ、軸心へ案内することが容易になるためである。
【００４７】
図６に示されるオスピン１２の例では、その先端側の端部１２ａを、オスピン１２の軸径よりも縮径した円弧形状で構成したものである。この円弧形状により、オスピン１２のメス継手４への挿入時において、オスピン１２がメス継手４に当接した際に、オスピン１２がメス継手４に対して大きく偏心していた場合であっても、メス継手４に当接後、摺動して内部へと挿入案内容易に構成することが可能となる。
【００４８】
また、後端側の端部１２ｂも先端側の端部１２ａと同じく円弧状であるが、いかなる形状でもよく、ガイド部材１４より内側に突出しているか否かも問わない。
【００４９】
図７（ａ）は、オスピン１２の先端側の端部１２ａが台錐状であり、後端側の端部が円柱状であるときの側面図であり、図７（ｂ）は、その斜視図である。
【００５０】
図７に示されるオスピンの先端側の端部１２ａは、オスピンの軸径よりも先端に近づくほど縮径したテーパ７１を有し、最先端部は略円形状の平面であるフラット面７２を有している。
【００５１】
また、後端側の端部１２ｂは円柱状であるが、いかなる形状でもよく、ガイド部材１４より内側に突出しているか否かも問わない。
【００５２】
さらに、フラット面７２とテーパ７１との間に形成されている縁部１６０、テーパ７１とオスピン１２の側面との間に形成されている縁部７９は、面取りがなされている方がよい。オスピン１２がメス継手４に当接した際に、オスピン１２が抵抗を受けることなく摺動してメス継手４の内部へと挿入案内容易になるからである。
【００５３】
図８（ａ）は、オスピン１２の先端側の端部１２aが先端に近づくほどオスピンの軸方向とのテーパの角度が大きくなる多段階のテーパを有する形状であり、後端側の端部が円柱状であるときの側面図であり、図８（ｂ）は、その斜視図である。
【００５４】
オスピン１２の先端側の端部１２ａは、オスピン１２の軸方向から角度α1内側に傾斜させたテーパ７５を有し、そのテーパ７５よりも更に先端側には、オスピンの軸方向から角度α2内側に傾斜させたテーパ７６が連続し、さらにそのテーパ７６よりも更に先端側には、断面円弧状の曲率を持たせた半球状の先端側の端部７７を有する。即ち、この図８の例では、先端に近づくほど、オスピン１２の軸方向からの傾斜角度が大きくなる多段階のテーパを有し、その結果、オスピン１２の内径が、先端側に近づくにつれて徐々に縮径していくものである。図８の例では、３段階のテーパになっているが、これは、３段階に限らず、いかなる段階数のテーパで構成されていてもよい。
【００５５】
また、後端側の端部１２ｂは円柱状であるが、いかなる形状でもよく、ガイド部材１４より内側に突出しているか否かも問わない。
【００５６】
さらに、テーパ７５とオスピン１２の側面の間の縁部８０、テーパ７５とテーパ７６間にある縁部８１、先端部７７とテーパ７６間にある縁部８２は、面取りがなされている方がよい。
【００５７】
オスピン１２の端部の形状は、代表的な実施例として図６〜図８で示したが、これらに限られずメス継手４に挿入できるものであれば、いかなる形状であってもよい。
【００５８】
弾性部材１３は、継手板貫通孔１１とオスピン１２の間の隙間を埋めることができれば、形状はいかなるものであってもよい。但し、望ましくは、弾性部材１３は、継手板１０、オスピン１２、ガイド部材１４と当接面があった方が追従しやすく、また弾性反発力を受けやすい点から、円柱状とすることが望ましい。これにより、弾性部材１３の表面と継手板１０やガイド部材１４等の表面との間で接触面積を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、弾性部材１３と継手板１０との接触面は、接着等で互いに固定されていてもよいが、当該接触面を固定しなくてもよい。同様に弾性部材１３とガイド部材１４との接触面は、接着等で固定されていてもよいが、当該接触面を固定しなくてもよい。
【００６０】
また弾性部材１３は、一般的な合成ゴム，天然ゴム，樹脂，発泡材等を想定しているが、少なくとも本発明所期の効果を発現される上で要求される弾性率となるように調整されていれば、いかなるものであってもよい。
【００６１】
さらに，継手板貫通孔１１周辺の止水効果を得るために，弾性部材１３は水膨潤性であることが好ましい。水膨潤性材料は、種々のものを使用することができ、水膨潤性物質、又は該水膨潤性物質に非水膨潤性樹脂を混練した水膨潤性材料等を使用することができる。
【００６２】
水膨潤性物質としては、水膨潤性ポリウレタン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、デンプン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体及びこれらの共重合体の塩、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール−無水マレイン酸共重合体及びこれらの架橋物、ビニルエステル、エチレン系不飽和カルボン酸及びそのケン化物等が挙げられる。
【００６３】
水膨潤性物質と混練することができる非水膨潤性樹脂としては天然ゴム、合成ゴム、例えばＥＰＤＭ等のゴム系樹脂、ポリ塩化ビニル及びその共重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂に可塑材を併用した軟質塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン及びそれらの共重合体、シリコン樹脂等が挙げられる。有機樹脂シートとして，エラストマーやフォーム等を用いても良い。合成樹脂系材料として，超高分子量ポリエチレンやＳＢＲ、さらには、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）などを用いても良い。
【００６４】
ガイド部材１４は、継手板貫通孔１１及び弾性部材１３よりも大きく、それら全体を覆うように継手板１０の両面側から互いに対向するように一対で構成され、継手板１０と当接されている。ガイド部材１４の形状は、トンネル軸方向視で略円形状、又は略矩形状、その他いかなる形状で構成されていてもよい。ガイド部材１４のトンネル軸方向の略中央には図示しない貫通孔が形成され、これをオスピン１２が貫通可能としている。
【００６５】
また、一対のガイド部材１４とオスピン１２とは、互いに溶接１００〜１０３を介して溶接されている。このガイド部材１４とオスピン１２との固定は、ボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００６６】
図９（ａ）は、オス継手３のハウジング部材２７がない場合の鋼殻内部側から見た斜視図であり、図９(ｂ）は、図９（ａ）で示す同箇所にハウジング部材２７が設けられた場合の斜視図である。
【００６７】
ハウジング部材２７は、略矩形状の鋼板を互いに接合して箱状に構成している。図４に示すハウジング部材２７は、継手板１０の内面に対して互いに溶接１０４、１０５を介して固着されている。この継手板１０とハウジング部材２７との固定は、ボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００６８】
このハウジング部材２７は、オスピン１２及びガイド部材１４における継手板１０より鋼殻内部側に突出している部分（以下、これらを突出部６０という。）から離間されている。そのため、突出部６０は、オスピン１２の移動に応じて、ハウジング部材２７により被包される内部空間２８を自在に動くことが可能となる。
【００６９】
上方フランジ１５は、継手板１０の端部に固定され、トンネル周方向に継手板１０の地山側を覆うように設けられている。上方フランジ１５と継手板１０とは、互いに溶接１０６、１０７で固着されている。この継手板１０と上方フランジ１５との固定は、ボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００７０】
また、上方フランジ１５は、図２で示されるように対向する他のセグメント２のメス継手４にあるフランジと互いに嵌合が可能となるように嵌合部８５を有する。また、上方フランジ１５は、当該上方フランジ１５の表面とスキンプレート５の表面が略同一平面を形成するように、当該スキンプレート５の板厚に応じた深さからなる溝８６が設けられている。
【００７１】
下方フランジ１６は、継手板１０の端部に固定されることにより、トンネル周方向に継手板１０の内空側を覆うように構成されている。下方フランジ１６と継手板１０とは、互いに溶接１０８、１０９で固着されている。この継手板１０と下方フランジ１６との固定は、ボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００７２】
周方向突出部７は、トンネル周方向に互いに隣り合うセグメント２を連結させるための嵌合部である。この周方向突出部７は、継手板１０の一方の周方向端部近傍からトンネル軸方向に突出して設けられる。
【００７３】
周方向接合板１５０は、継手板１０からトンネル周方向に突出した略矩形の鋼板である。
【００７４】
周方向貫通孔８は、周方向接合板１５０に設けられた貫通孔である。周方向貫通孔８は、周方向突出部７が挿入されることによりトンネル周方向に互いに隣り合うセグメント２が接合される。
【００７５】
トンネル周方向に隣り合うセグメント２の連結は、周方向突出部７及び周方向貫通孔８による連結に限定されるものではない。トンネル周方向に隣り合うセグメント２間で、互いの継手板６に嵌合部材を設けて連結させてもよい。
【００７６】
メス側の主桁３００は、図２に示されるように継手板３６と、継手板３６のトンネル周方向の両端部に設けられた一対のメス継手４と、継手板３６の上方端面に設けられる上方フランジ４０と、継手板３６の下方端面に設けられる下方フランジ４１と、隣り合うセグメント２を連結させるために継手板３６の一方の端部に設けられた周方向突出部７と、継手板３６の他方の端部に設けられた周方向接合板１５０と、周方向接合板１５０を貫通する周方向貫通孔８とを備えている。
【００７７】
継手板３６は、継手板１０と同じ形状であり、トンネル軸方向視でトンネル周方向に向けて円弧を描くような形状となっており、トンネル周方向視で略矩形とされている。
【００７８】
メス継手４は、継手板３６の外側に設けられた収納部３７と、収納部３７内に対して外側から開削されたメス継手挿入孔３９とを備えている。
【００７９】
図４に示される収納部３７は、オスピン１２と対応する箇所において、桁高方向で略中央となる位置に配設されてなる部材である。この収納部３７は、溶接又はボルト留め等により固定されている。
【００８０】
メス継手挿入孔３９は、オスピン１２が挿入される入口の開口部６１と、開口部６１よりも小径で構成され、オスピン１２の軸径とほぼ同じか若干大きく構成されている挿入孔４２とを備えている。
【００８１】
開口部６１は、オスピン１２の先端側の端部１２ａが当接した際に案内可能となるようにテーパ４３を有する。このテーパ４３は、開口部６１の入口から挿入孔４２にかけて徐々に縮径するものであり、その表面は平面状で構成されていても曲面状であってもよい。
【００８２】
挿入孔４２は、オス継手との嵌合時においてオスピン１２が挿入されて嵌合保持するための孔で構成されており、その挿入孔４２の断面形状は、オスピン１２との先端側の端部１２ａとの間で整合がとられている。オスピン１２の形状が、軸部分が円柱状、先端側の端部１２ａが半円球状である場合には、それらを収納可能なようにこの挿入孔４２の底部も半円球状となるように形成されている。
【００８３】
ここで、例えば、オスピン１２の端部１２ａの外面とメス継手４の開口部６１及び挿入孔４２の内面に，挿入方向にテーパを有する溝（図示省略）が鋸状に形成されていても良い。このテーパを有することで，オスピン１２がスムーズに滑動しながら挿入されるが，勘合後に隣接するセグメント２が離間しようとする場合でも，当該テーパが引抜きに対して抵抗することができる。このようにして、一旦セグメントが締結されると、引抜力が作用しても、オスピン１２の鋸歯とメス継手４の鋸歯が一層強く係合し、引抜力に対する抵抗力が増して、セグメント２の分離を防止する。
【００８４】
上方フランジ４０は、継手板３６の端部に固定され、トンネル周方向に継手板３６の地山側を覆うように設けられている。上方フランジ４０と継手板３６とは、互いに溶接１１２、１１３で固着されている。この継手板３６と上方フランジ４０との固定はボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００８５】
また、上方フランジ４０は、図１０で示されるように、対向する他のセグメント２のオス継手３にあるフランジの嵌合部８５と互いに嵌合が可能となるように嵌合部９２を有する。また、上方フランジ４０は、当該上方フランジ４０の表面とスキンプレート５の表面が略同一平面を形成するように、当該スキンプレート５の板厚に応じた深さからなる溝９３が設けられている。
【００８６】
下方フランジ４１は、継手板１０の端部に固定され、トンネル周方向に継手板１０の内空側を覆うように設けられている。下方フランジ４１と継手板１０とは、互いに溶接１１４、１１５で固着されている。この継手板１０と下方フランジ４１との固定は、ボルト留め等の他の方法で固定されていてもよい。
【００８７】
周方向突出部７、周方向接合板１５０、周方向貫通孔８は、オス側の主桁２００と同様の形状、配置である。
【００８８】
継手板６は、軸方向に向けた一端側がオス側の主桁２００側に、また軸方向に向けた他端側がメス側の主桁３００側に取り付けられる。この継手板６には、互いにトンネル周方向に隣接する他のセグメント２の他の継手板６が当接されて固定される。
【００８９】
スキンプレート５は、セグメント２の鋼殻内部に打設されたコンクリートの上端を覆うとともにトンネル軸方向の一方の端部をオス側の主桁２００の上フランジ１５の溝８６に載置し、トンネル軸方向の他方の端部をメス側の主桁３００の上フランジ４０の溝９３に載置して設けれる。このスキンプレートは、平面視で略矩形で鋼製である。
【００９０】
コンクリート９は、図４の断面図に示されるようにセグメント２の鋼殻内部に充填されている。鋼殻内部は、コンクリート９で充填されている場合に限定されることはなく、充填されていない場合もある。さらに鋼殻内部をコンクリート９が充填している場合は、コンクリート９内部に鉄筋や鉄骨が配設されていてもよい。セグメント２内にコンクリート９が充填されている場合は、セグメント２の地山側にスキンプレート５を設けるが、セグメント２の内空側にはスキンプレート５を設けなくてもよい。
【００９１】
次に、本発明を適用したトンネルセグメントリングの連結方法における、オス継手３とメス継手４との嵌合動作について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００９２】
先ず図１０に示すように、他方のセグメント２のメス継手４に、一方のセグメント２のオス継手３ａを近接させていく。具体的には、オス継手３ａを設けた継手板１０を、隣り合う他方のセグメント２に設けられてなるメス継手４を設けた継手板３６に対向させる。
【００９３】
次に隣り合うセグメント２を互いに軸方向に向けて徐々に近接させていく。その結果、オスピン１２の先端が、対向するメス継手４の収納部３７内に近づくことになる。このとき、隣り合うセグメント２を互いに近接させる際の設置誤差がなく、オス継手３ａとメス継手４との軸心が一致していた場合には、オスピン１２がメス継手４の挿入孔４２にそのまま嵌合されることになる。
【００９４】
これに対して、隣り合うセグメント２を互いに近接させる際の設置誤差により、オス継手３ａとメス継手４との軸心がずれて偏心があった場合、図１１に示すように、オスピン１２の先端側の端部１２ａがメス継手挿入孔３９の開口部６１のテーパ４３に最初に当接することになる。次に当接したオスピン１２の先端側の端部１２ａは、メス継手挿入孔３９のテーパ４３の面上を摺動しながら案内されて、オスピン１２の先端側の端部１２ａが中央の軸心となる挿入孔４２に向けて調心されることになる。上述したようにテーパ４３は、挿入孔４２に向けて傾斜されていることから、オスピン１２の先端側の端部１２ａをテーパ４３に押圧させつつセグメント２間を軸方向に近接させ続けることでオスピン１２は挿入孔４２へと自然に導かれていくこととなる。これにより、オス継手３ａとメス継手４の軸心を一致させて当該オスピン１２がメス継手４の挿入孔４２に嵌合されることになる。
【００９５】
また、このときオス継手３ａ側では、オスピン１２の先端側の端部１２ａがメス継手挿入孔３９のテーパ４３に当接することにより、オスピン１２に対して図１１の上方への力がかかる。次にオスピン１２の当該上方への動きによって、オスピン１２に当接されている弾性部材１３がその方向に向けて弾性収縮する。そして、オスピン１２がテーパ４３上を移動した後、オスピン１２の軸心と挿入孔４２の軸心が互いに近接するにつれて、オスピン１２がトンネル周方向に動く際には、オスピン１２へのテーパ４３から反作用する力が徐々に小さくなる。そして、弾性部材１３が元の状態に戻ろうとすると同時にオスピン１２が挿入孔４２に入り、オスピン１２がメス継手４の挿入孔４２に嵌合されることになる。
【００９６】
最終的には、オス継手３ａのオスピン１２がメス継手４のメス継手挿入孔３９に挿入されると同時に、オス継手３ａの上方フランジ１５とメス継手４の上方フランジ４０とが接合され、オス継手３ａの下方フランジ１６とメス継手４の下方フランジ４１とが接合され、隣り合うセグメント２が連結されることとなる。
【００９７】
このように、本発明を適用したトンネルセグメントリングの連結方法では、弾性部材１３があることにより、オスピンの図１１上での上下方向の動きが容易となり、さらにオスピン１２の先端側の端部１２ａの動きもスムーズとなる。
【００９８】
第１実施形態では、上記のような設置誤差だけでなく、製作誤差にも対応が可能となる。この製作誤差は、例えば、オス継手３ａのオスピン１２の継手板１０に対する設置位置と、メス継手４の挿入孔４２の継手板３ａ６に対する設置位置について寸法誤差が生じ、オスピン１２の軸心とメス継手挿入孔３９の軸心とずれてしまう場合に生じる。かかる場合においても、上述した構成からなる本発明では、オスピン１２の平行移動が自在なため、オス継手３ａとメス継手４が近づくと、オスピン１２がトンネル軸方向に動く際には、オスピン１２へのテーパ４３から反作用する力が徐々に大きくなる。そのため、オスピン１２の先端側の端部１２aがテーパ４３に当接されて摺動する。それによりオス継手３ａのオスピン１２の軸心とメス継手４のメス継手挿入孔３９の軸心とを一致させて、オスピン１２のテーパ４３から反作用する力がなくなり、オスピン１２がメス継手挿入孔３９に挿入することが可能となる。
【００９９】
本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第２実施形態以降について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１００】
第２実施形態以降の実施形態では、上述した第１実施形態と同一の構成要素、部材に関しては、当該第１実施形態と同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。
【０１０１】
図１２の第２実施形態におけるオス継手３ｂは、継手板１０の垂直方向の略中央に設けられた継手板貫通孔１１と、継手板貫通孔１１を貫通するオスピン１２と、継手板１０の片面側から挟むようにオスピン１２に固定された弾性部材１７と、弾性部材１７及び継手板１０を挟むようにオスピン１２に固定された一対のガイド部材１４とを備えている。
【０１０２】
ここでオス継手３ｂは、継手板１０の片面側のみに弾性部材１７を有する。また、継手板貫通孔１１の直径は、オスピン１２が貫通するためにオスピン１２の軸の直径よりも若干大きくなっており、継手板１０とオスピン１２との間には僅かな間隙が形成されている。
【０１０３】
弾性部材１７は、継手板１０及びガイド部材１４並びにオスピン１２の何れか１以上と接着等で互いに固定されていてもよいし、これらと一切固定されずに継手板１０及びガイド部材１４の隙間に介装されているだけでもよい。なお、弾性部材１７の素材は、上述の弾性部材１３と同様な素材であってもよい。
【０１０４】
弾性部材１７は、ガイド部材１４と継手板１０の間の隙間を埋めることができれば、形状はいかなるものであってもよい。但し、望ましくは、継手板１０、オスピン１２、ガイド部材１４と当接面があった方が追従しやすく、また弾性反発力を受けやすい点から、ガイド部材１４の形状とほぼ同一の略円柱状とすることが望ましい。
【０１０５】
ちなみに、この図１２の例では、弾性部材１７を継手板１０の外側に設ける例であるが、継手板１０の内側に設けられるものであってもよい。
【０１０６】
オスピン１２、弾性部材１７、ガイド部材１４を上述した配置とすることにより、オス継手３ｂは、以下の動作を発揮することとなる。弾性部材１７は図中ｐ方向に向けて弾性伸縮自在となることからこれに応じてオスピン１２も図中ｐ方向に向けて伸縮自在となる。また、継手板１０とオスピン１２との間には、僅かな間隙１８が形成されていることから、図中ｑ方向にも移動自在とされ、さらに弾性部材１７による弾性変形と組み合わせることにより、揺動自在となる。なお、このオスピン１２の揺動は図中紙面奥行き方向についても同様に生じえるものであり、上述したｐ、ｑ方向等の変形と組み合わせて様々な偏心に対応することが可能となる。
【０１０７】
このような動きを実現することができるオスピン１２を、第１実施形態と同様にメス継手挿入孔３９の開口部６１のテーパ４３に当接させる。そして、当接したオスピン１２は、メス継手挿入孔３９のテーパ４３の面上を摺動しながら案内されて、オスピン１２の先端１２ａが中央の軸心となる挿入孔４２に向けて調心されることになる。このとき、第２の実施形態では、特にオスピン１２の揺動方向について自由度が高くなっていることから、仮にこのメス継手挿入孔３９の開口部６１に対して当初のオスピン１２の偏心が比較的大きいものであってもこれに対応することが可能となる。
【０１０８】
なお、この第２実施形態は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば図１３に示すように、オス継手３ｃは、継手板１０の両面側に弾性部材１７及び弾性部材１７と同様の素材の弾性部材１９を設けるようにしてもよい。弾性部材１９は継手板１０とガイド部材１４との間で狭持されるようにして設けられる。ここでも継手板１０とオスピン１２との間には僅かな間隙１８が形成されている。また、オスピン１２、弾性部材１７、１９並びにガイド部材１４を上述した配置とすることにより、オスピン１２の揺動の自由度を向上させることが可能となる。特に弾性部材１９が継手板１０の裏面とガイド部材１４との間に設けられていることにより、オスピン１２が揺動する際においてそれに弾性部材１９をそれに追従させて弾性伸縮させることが可能となる。これにより、特にオスピン１２の揺動をよりスムーズに実現することが可能となり、またオスピン１２の最大傾斜角度をより大きくすることが可能となり、偏心に対するクリアランスを向上させることができる。
【０１０９】
本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第３実施形態について説明する。
【０１１０】
図１４に示される第３実施形態のオス継手３ｄは、継手板１０の垂直方向の略中央に設けられた継手板貫通孔１１と、継手板貫通孔１１を貫通するオスピン１２と、継手板貫通孔１１とオスピン１２との間に設けられた第１の弾性部材２２と、継手板１０の片面側から挟むようにオスピン１２に固定された第２の弾性部材２３と、第２の弾性部材２３及び継手板１０を挟むようにオスピン１２に固定された一対のガイド部材１４とを備えている。
【０１１１】
第３実施形態では、第２の弾性部材２３を、オスピン１２やガイド部材１４との関係において上述した配置とすることにより、第２実施形態と同様にオスピン１２の最大傾斜角度を大きくすることが可能となり、様々な偏心に対応することが可能となる。また、これに加えて第１の弾性部材２２を、オスピン１２や継手板１０との関係で上述した第１実施形態の配置とすることにより、継手板１０に対してオスピン１２が近接離間自在に移動することが可能となる。
【０１１２】
そして、この第１の弾性部材２２、第２の弾性部材２３それぞれが合わさった弾性変形が生じることにより、オスピン１２の各方向への揺動をよりスムーズに実現することが可能となり、またオスピン１２の最大傾斜角度をより大きくすることが可能となる。
【０１１３】
図１５は、第３実施形態において、上述した第１の弾性部材２１、２２を設け、第２の弾性部材２３、２４を継手板１０の両面側に設けた例である。第２の弾性部材２３、２４を継手板１０の両面側に配設することにより、オスピン１２の揺動の自由度を向上させることが可能となる。特に弾性部材２４が継手板１０の裏面とガイド部材１４との間に設けられていることにより、オスピン１２を揺動する際においてそれに弾性部材２４をそれに追従させて弾性伸縮させることが可能となり、オスピン１２の最大傾斜角度をより大きくすることが可能となり、偏心に対する許容性を向上させることが可能となる。なお、第１の弾性部材２１、２２及び第２の弾性部材２３、２４は、上述の弾性部材１３と同様の素材であってもよい。
【０１１４】
このように、第１実施形態から第３実施形態に対して、動きの方向はそれぞれ異なるものの、弾性部材を増やすことでオスピン１２の揺動範囲が広がり、偏心の許容度も上げることになる。また、仮に偏心が大きかった場合においても、オスピン１２の先端側の端部１２ａにメス継手挿入孔３９のテーパ４３が当接した際の弾性復元力を発揮させることにより、調心することができる。
【０１１５】
次に本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第４実施形態について説明する。
【０１１６】
図１６に示すオス継手３ｆは、継手板１０をボルト３１とナット３３とで挟むように設けられている。他の実施の形態と異なる点は、図５に示される一対のガイド部材１４が、図９では、ボルト端部３５及びナット３３に入れ替えられている点である。弾性部材３４は、図５に示される弾性部材１３に相当する。また、ボルト３１とナット３３の締め付けにより、継手板１０に弾性部材３４が、固定されている。
【０１１７】
ここで、第４実施形態では、弾性部材３４しか示されていないが、第２実施形態のように弾性部材３４がなく、代わりに継手板１０の片面側又は両面側に別の弾性部材があってもよい。また、第３実施形態のように、弾性部材３４に加えて継手板１０の片面側又は両面側に別の弾性部材があってもよい。なお、弾性部材３４を含めて第４実施形態で設けられる弾性部材は、上述の弾性部材１３と同様の素材であってもよい。
【０１１８】
次に本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第５実施形態について、図１７を参照して説明する。
【０１１９】
図１７に示すオス継手３ｇは、第４実施形態のオス継手３ｅにハウジング部材２７の構成を追加したものであるが、他のオス継手３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ又は３ｆについても同様にハウジング部材２７を設けるものであってもよい。
【０１２０】
ハウジング部材２７を設けることにより、セグメント２の鋼殻内部に充填したコンクリート９が、当該ハウジング部材２７内部に浸入するのを防止することが可能となる。また、オスピン１２及びガイド部材１４の突出部６０が完全に固定されてコンクリート９により埋もれてしまうのを防止することが可能となる。これにより、オスピン１２の多様な動きを可能とし、オス継手３のオスピン１２とメス継手４のメス継手挿入孔３９との間に偏心があっても調心することが可能となる。
【０１２１】
次に本発明を適用したトンネルセグメントリング間継手構造の第６実施形態について、図１８を参照して説明する。
【０１２２】
図１８に示すオス継手３ｈは、第４実施形態としてのオス継手３ｅにハウジング部材２７の代替として、オスピン１２におけるガイド部材１４より鋼殻内部側に突出している部分を覆うように第１の弾性部材２５の構成を追加したものであるが、他のオス継手３ａ、３ｄ又は３ｆについても同様に第１の弾性部材２５の構成を設けるものであってもよい。
【０１２３】
第１の弾性部材２５は、例えば、オス継手３ｅの第１の弾性部材２１、２２と一体となっており、第２の弾性部材２４の貫通孔２４ａ及びガイド部材１４の貫通孔１４ａを貫通させて、オスピン１２におけるガイド部材１４より鋼殻内部側に突出している部分を覆うように設けられている。しかし、これに限定されることなく、第１の弾性部材２５は、第１の弾性部材２１、２２と異なる弾性部材として分離されていてもよい。なお、第１の弾性部材２５は、上述の第２の弾性部材２３、２４と同様の素材であってもよい。
【０１２４】
この第１の弾性部材２５を設けることにより、ハウジング部材２７と同様に、オスピン１２及びガイド部材１４の突出部６０が完全に固定されてコンクリート９により埋もれてしまうのを防止することが可能となる。これにより、オスピン１２の多様な動きを可能とし、オス継手３ｈのオスピン１２とメス継手４のメス継手挿入孔３９との間に偏心があっても調心することが可能となる。
【０１２５】
なお、本発明におけるトンネルセグメントリング間継手構造を有するセグメント２は、上述の各実施形態において説明した鋼殻とコンクリートが合成構造化されたシールドトンネルセグメントの他に、鋼製又はコンクリート製のシールドトンネルセグメントにも適用可能なことは勿論である。
【０１２６】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたって具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１      トンネル
２      セグメント
３,３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅ,３ｆ,３ｇ,３ｈ，４８,５６    オス継手
４,５０,５７      メス継手
５      スキンプレート
６      継手板
７      周方向突出部
８      周方向貫通孔
９      コンクリート
１０,３６    継手板
１１    継手板貫通孔
１２    オスピン
１２ａ,７７   先端側の端部
１２ｂ   後端側の端部
１３，１７，１９，３４    弾性部材
１４    ガイド部材
１５,４０  上方フランジ
１６,４１  下方フランジ
１８      間隙
２１，２２，２５    第１の弾性部材
２３，２４    第２の弾性部材
２７    ハウジング部材
２８    内部空間
３１    ボルト
３３    ナット
３５    ボルト端部
３７  収納部
３９  メス継手挿入孔
４２  挿入孔
４３,６７,７１,７２,７５,７６    フラット面
４７    ケーシング
５１    係止部材
５２    スライドストッパー
５５    係止突起
５８    弾性体
６０    突出部
６１    開口部
７９,８０,８１,８２,１６０    縁部
８５,９２    嵌合部
８６,９３    溝
１００,１０４,１０６,１０８,１０９，１１２,１１４    溶接
１５０    周方向接合板
２００    オス側の主桁
３００    メス側の主桁
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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