(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行な継手面に、切羽方向に指向して漸次拡開した傾斜嵌合部を有する第１の金具と、切羽の反対方向に指向して前記第１の金具に嵌合する第２の金具とよりなる継手金具を装着し、前記セグメントをリング状に組み立てるに当って前記第２の金具を前記第１の金具に嵌入、楔止してフック継手を構成するようにしたことを特徴とするフック継手をもつセグメント。
【請求項２】
前記継手金具において、前記第１の金具をコの字型金具より構成し、同金具に対向する第２の金具をＬ字金具より構成した請求項１記載のフック継手をもつセグメント。
【請求項３】
前記継手金具において、前記第１の金具と第２の金具を同種のＬ字金具で構成した請求項１記載のフック継手をもつセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はフック継手をもつ、シールドトンネル覆工用セグメントに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボルト継手を持つセグメントは、相隣るセグメントを突き合わせて、ボルトによって結合した連結構造が普通であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記ボルト継手をもつセグメントは、（イ）ボルトボックスがあるので、ボルトボックスの充填処理や二次覆工を必要とする。（ロ）セグメント内面に継手金物が露出しているので、防錆処理が必要である。（ハ）ボルト継手はボルト締結に多くの時間を要し、セグメント組立には熟練工を必要とした。またセグメント組立の自動化や急速施工に不利であった。（ニ）更に継手金物の材料、製作費のセグメント製造費に占める率が大きく、コストダウンを阻害する要因となっていた。
【０００４】
本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、施工性が優れ、セグメントリングの組立が効率よく行なわれ、剛性や強度上合理的で、しかも経済性の優れたフック継手をもつセグメントを提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行な継手面に、切羽方向に指向して漸次拡開した傾斜嵌合部を有する第１の金具と、切羽の反対方向に指向して前記第１の金具に嵌合する第２の金具とよりなる継手金具を装着し、前記セグメントをリング状に組み立てるに当って前記第２の金具を前記第１の金具に嵌入、楔止してフック継手を構成するようにしたことを特徴とするフック継手をもつセグメントが提供される。
【０００６】
請求項２に係る本発明として、前記継手金具において、前記第１の金具をコの字型金具より構成し、同金具に対向する第２の金具をＬ字金具より構成した請求項１記載のフック継手をもつセグメントが提供される。
【０００７】
請求項３に係る本発明として、前記継手金具において、前記第１の金具と第２の金具を同種のＬ字金具で構成した請求項１記載のフック継手をもつセグメントが提供される。
【０００８】
【作用】
上記請求項１記載の本発明においては、トンネル軸に平行なセグメント継手面に、切羽方向に指向して漸次拡開した傾斜嵌合部を有する第１の金具と、切羽の反対方向に指向して、延びる第２の金具とよりなる継手金具を装着したので、前記セグメントの接合時、同セグメントの第２の金具を同セグメントに接合されるセグメントの第１の金具の傾斜嵌合部に嵌入することによって、第２の金具の傾斜面が第１の金具の切羽方向に拡開した傾斜嵌合部における傾斜面に楔合することにより、前記両金具によってボルト類の接合金物締付け作業を要することなく、前記両セグメントが確実に接合される。
【０００９】
この際、前記第１の金具と第２の金具の嵌合部分における各金具の傾斜を僅かに食い違わせることによって、同両金具の嵌合部にスプリング効果を発揮させ、両金具の接触を確実にすることができ、両金具間に引張力が作用するとき、遊びを生じることなく張力を確実に伝達することができる。またセグメントを組み立てたのち、前記金具のまわりに注入材を充填することによって、同金具はセグメントの鉄筋と同様に挙動するため、引張力はより一層確実に伝達される。
【００１０】
上記請求項２記載の本発明においては、前記継手金具において、前記第１の金具をコの字型金具より構成し、同金具に対向する第２の金具をＬ字金具より構成したので、セグメント接合時、Ｌ字金具より構成された同第２の金具がコの字型金具より構成されたこれと対向する前記第１の金具内にその開口端部より嵌入し、前記両金具を容易に嵌合、楔止せしめ、効率よく同両金具によりセグメントのフック継手を構成することができるものである。
【００１１】
上記請求項３記載の本発明においては、前記継手金具において、前記第１の金具と第２の金具を同種のＬ字金具で構成したことによって、同一または同種の金具によって継手を形成できることとなり、金具の製造とセグメント型枠への金具の設置が同一工程で実施されるので省力化が図られる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例について説明する。図１乃至図４に示す実施例において、Ａはトンネル覆工用のセグメントで、トンネル軸に平行なセグメント継手面に設けられた切羽方向に延びる溝状の凹部３に、同凹部３の一部を掩覆するように頂部片が切羽側に指向して傾斜し、同頂部片と前記凹部３の側面及び底面に接する両側片との間に形成され、端部に開口部を有する前記凹部３の一部を掩覆する掩蓋片に形成された第１の金具１と、切羽の反対方向に指向して延びる傾斜係止面を有する第２の金具２がセグメント継手面の凹部３に装着されている。図中４及び５はセグメントＡの切羽に対向する面に設けられ、トンネル軸方向に相隣る次位のリングセグメントに対する接続用ほぞ、及び長ボルト孔である。また６は前記継手金具をセグメントに定着するアンカー筋、７は第２の金具２の端部に曲成されたコンクリートセグメントに対するアンカー部である。
【００１３】
図６乃至図８は本発明の他の実施例を示し、前記第１の金具と第２の金具を同種のＬ字金具で構成したフック継手を示し、前記実施例と均等部分には同一符号が付されている。
【００１４】
この際、継手金具は第２の金具２と第１の金具１を同一若しくは同種に製造でき、製造、材料管理が容易になり、金具は鈑金加工で簡単に作成できる。図中８はモルタル注入孔である。次に前記したフック継手をもつセグメントの組立て方について説明する。（イ） 矩形セグメント（４Ａ＋２Ｂ＋Ｋ）の場合セグメントＡの中のインバートセグメントは、セグメント継手面の両側に第１の金具１が配設されたものを使用し、残りの３ピースのセグメントＡと２ピースのセグメントＢは一方のセグメント継手面に第２の金具２、他方のセグメント継手面に第１の金具１を配置した構成となり、更に残りのセグメントＫはセグメント継手面の両側に第２の金具２が配設されている。
【００１５】
前記各セグメントによってリングを組立てるには先ずインバートセグメントを前に組立てられたセグメントリングのセグメントに合わせて取り付ける。この際、リング継手面にはほぞ４があるので、ほぞを嵌合させるだけで位置決めができる。位置決めができれば通しボルト９の他、クイックジョイントによってセグメントを前に組立てられたセグメントリングに固定する。
【００１６】
次いでインバートセグメントに隣接するセグメントＡを取付ける。この際、インバートセグメントの第１の金具１のあるセグメント継手面に第２の金具２のあるセグメント継手面が近接して、金具が嵌合し始めたらセグメントをトンネル軸方向にスライドさせて押込む。この操作とリング継手面のほぞの嵌合によって自づと位置決めができる。なおこの際、セグメント継手面にもほぞを設けておくことによって、より確実な位置決めが行なわれる。かくしてセグメントの位置決めができると通しボルト９によって、前に組立てられたセグメントリングに固定する。
【００１７】
次いで第３，第４のセグメントを左右交互に前記同様の方法で取付ける。また２ピースのセグメントＢについても同じ手段で取付ける。最後にＫセグメントを挿入することになるが、同セグメントＫには両側継手面に第２の金具２だけが取付けられているだけであるから、同セグメントＫを押し込むだけで第２の金具２はセグメントＢの第１の金具１に嵌合する。かくしてセグメントＫの挿入が完了すると通しボルトで締付け、リングの組立が完了する（図９参照）。
（ロ） 次に等大台形セグメント（台形３ピース＋逆台形３ピース）を組立てる場合について説明する。
【００１８】
台形セグメントはその両側継手面に第１の金具１だけを配置した構成とし、逆台形セグメントの１ピースをインバートセグメントとして前に組立てられたリングに取付る。同様に他の２ピースの台形セグメントを夫々の間に逆台形セグメントを挿入できるように所定の間隔を置いて取付ける。なおこれらの操作は３ピース同時に行うこともできる。取付に当ってはリング継手面にほぞ４があるので、これを前に組立てられたセグメントリングのほぞに挿入するだけで位置決めができる。かくして位置決めが完了すると、通しボルト９によってセグメントを前に組立てられたリングのセグメントに通しボルト９によって固定できる。
【００１９】
逆台形セグメントはセグメント継手面に第２の金具２だけを配置したものであるから、既に取付けが完了した台形セグメントの間に挿入するだけで取付けが可能である。なおリング継手面のほぞ４は位置決めを容易且つ確実にするものである。かくして逆台形セグメントの挿入が終ると通しボルト９によって締付け、リングの組立が完了する（図１０参照）。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば前記したように、セグメントにおけるトンネル軸に平行な継手面に、切羽方向に指向して漸次拡開した傾斜嵌合部を有する第１の金具と、切羽の反対方向に指向して漸次拡開した傾斜嵌合部を有する第１の金具と、切羽の反対方向に指向して延びる傾斜係止面を有する第２の金具とよりなる継手金具を装着し、前記第１の金具と第２の金具とを嵌合楔止してフック継手を構成することによって、前記セグメントをリング状に組立てるようにしたもので、従来のセグメント継手のようにボルト接合を不要とし、フック継手が挿入式であるため組立て作業が簡単で組立て時間も短縮され、自動化等による組立ての工業化が図られ、施工速度を著しく急速化しうるものである。また従来工法のように、セグメント内部にボルトボックス等の金物が露出しないので防錆処理が不要となり、更にセグメント内面が平滑であるから、二次覆工なしにトンネル覆工として使用できる。
【００２１】
更にフック継手の金具の断面積を外部寸法に比して大きくすることが容易であるから、曲げモーメント及び引張力に抵抗性の大きいセグメント継手を形成でき、更に前記金具の周囲にモルタル等を注入することによって、同金具はセグメントの鉄筋と同様な挙動をし、セグメントリングの強度、剛性を大きくすることができる。
【００２２】
更にまたフック継手を構成する前記第２の金具と第１の金具の傾斜を互いにくい違わせることによって両金具の嵌合が強固になり、かくしてセグメントリングの剛性が増大し、リングの組立が容易に且つ確実に行われる。
【００２３】
請求項２の発明は、前記継手金具において、前記第１の金具をコの字型金具より構成し、第２の金具をＬ字金具より構成することによって両者の楔合を容易ならしめ、フック継手金物を介してセグメント強固に結合しうるものである。
【００２４】
請求項３の発明は、前記継手金具において、前記第１の金具と第２の金具を同種のＬ字金具で構成し、製作を簡単にし、製作費を節減しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフック継手をもつセグメントの一実施例を示す斜視図である。
【図２】前記セグメントのフック継手を示す斜視図である。
【図３】フック継手部の詳細を示し、一部を欠截した斜視図である。
【図４】（イ）（ロ）は矩形セグメントのフック金具の第１の金具及び第２の金具の斜視図である。
【図５】（イ）（ロ）は台形セグメントのフック金具の第１の金具及び斜視図である。
【図６】フック継手セグメントの他の実施例を示す斜視図である。
【図７】図６のセグメントのフック継手部を示す斜視図である。 
【図８】図６に示すフック継手部の詳細を示し、一部を欠截した斜視図である。
【図９】矩形セグメント１リング当りのフック継手の構成を示す説明図である。
【図１０】台形セグメント１リング当りのフック継手の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ，Ａ′…セグメント、Ｂ…セグメント、１…第１の金具、２…第２の金具、３…凹部、４…ほぞ、５…長ボルト孔、６…アンカー筋、７…アンカー部、８ …モルタル注入孔、９…通しボルト
【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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