(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接した２つのセグメントの一方のピース間結合面に設けられる雌継手と、他方のピース間結合面に設けられる雄継手とからなるセグメントのピース間継手において、上記の雌継手を当該ピース間結合面に開口するナットにより構成し、上記雄継手を当該ピース間結合面に上記のナットと対向して固定される開口付きの固定部材と、その固定部材の内側において上記ナットと同芯状に仮止めされるねじ孔付きワッシャーと、上記固定部材の内方に設けられた空所から上記ワッシャーに螺合される継手ボルトとにより構成し、上記ワッシャーの仮止めの強さは、上記継手ボルトの頭部を該ナットに押圧して回転させた際のトルクにより破壊される大きさに設定されたことを特徴とするセグメントのピース間継手。
【請求項２】
上記のワッシャーを、一定以上のトルクで剪断される剪断ボルトにより仮止めしたことを特徴とする請求項１に記載のセグメントのピース間継手。
【請求項３】
上記の継手ボルトの頭部に接近した部分に、少なくとも上記のワッシャーの幅の範囲にわたり該ワッシャーのねじ孔より小径の軸部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメントのピース間継手。
【請求項４】
上記の固定部材の内方に設けられる空所は、当該セグメントの内面に開放された治具挿入用の開口を有し、該開口に閉塞蓋を着脱自在に嵌合したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセグメントのピース間継手。
【請求項５】
上記の継手ボルトは、上記の開口の下方に臨んだ治具係合部を有することを特徴とする請求項４に記載のセグメントのピース間継手。
【請求項６】
セグメント本体の一方のピース間結合端部に雌継手、他方のピース間結合端部に雄継手をそれぞれ設けてなるセグメントにおいて、上記の雌継手を当該ピース間結合面に開口されるナットにより構成し、上記雄継手を当該ピース間結合面に上記のナットと対向して固定される開口付きの固定部材と、その固定部材の内側において上記ナットと同芯状に仮止めされるねじ孔付きワッシャーと、上記固定部材の内方に設けられた空所から上記ワッシャーに螺合される継手ボルトとにより構成し、上記ワッシャーの仮止めの強さは、上記継手ボルトの頭部を該ナットに押圧して回転させた際のトルクにより破壊される大きさに設定されたことを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド工法等において用いられるセグメントのピース間継手及びこれを用いたセグメントに関するものである。なお、この発明にいう「セグメント」は、コンクリートブロックを含む広い概念のものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法においては、掘削孔の支保工或いは一次覆工として、所要数のセグメントを掘削孔の内周面に沿って環状に組立てながら掘削を進めて行く手法がとられる。環状に組立てられる各セグメントの両端部にはピース間結合端面が形成され、そのピース間結合面に各セグメントを周方向に結合するためのピース間継手が設けられる。
【０００３】
添付の図７（ａ）（ｂ）は従来のセグメント１におけるピース間継手２の一例を示すものである（特公昭４７−１８７５８号、特公昭４７−２３３１７号公報参照）。このピース間継手２は、隣接する一方のセグメント１のピース間結合面５に設けられた雄継手４と、他方のセグメント１のピース間結合面５に設けられた雌継手４’とからなる。
【０００４】
上記の雄継手４は、セグメント１のピース間結合面５と内面１ａとによって形成されるコーナ部分に、内面１ａ側に開放されたボックス型のハウジング６を固定し、ピース間結合面５側の面に設けた穴７に継手ボルト８を挿通するようにしたものである。
【０００５】
上記の雌継手４’は、他方のセグメント１において、上記の場合と同様に、セグメント１のピース間結合面５と内面１ａとによって形成されるコーナ部分に、内面１ａ側に開放されたボックス型のハウジング６を固定し、ピース間結合面５側の面に穴７を設けたものであり、その穴７から挿入された継手ボルト８をナット８’により固定する。
【０００６】
所要数のセグメント１を環状に組立てた後は、その内周面に継手金物の防食保護のために２次ライニングが施工され、その一部がハウジング６の内部に充填される。２次ライニングを施工しない場合は、ハウジング６の内部にモルタルが充填される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のピース間継手においては、セグメント１相互の組立の際に、雌継手４のハウジング６内でナット８’の回止めをはかりながら、雄継手４のハウジング６内で継手ボルト８の回動操作を行う必要がある。しかし、狭いハウジング６に工具を差し入れて回止め、或いは回動操作をしなければならないので、組立の作業性が悪い問題があった。
【０００８】
また、セグメント１の製作時においては、各ハウジング６に適当な詰め物を充填して内部にコンクリートが侵入することを防止しなければならず、また作業現場において組立後に２次ライニングを行わないときは、前述のようにハウジング６にモルタルを充填する作業が必要であり、製作能率や作業能率を低下させる原因となっていた。
【０００９】
更に、上記の２次ライニングの施工や、モルタルの充填によってハウジング６を閉塞しても、完全に平坦に仕上げることは困難であり、ハウジング６の部分が若干凹入することが避け難かった。
そこで、この発明は継手の結合作業が容易であり、また２次ライニングやモルタルの充填を行うことなく継手金物の防食保護が簡単にできるピース間継手及びこれを用いたセグメントを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明に係るピース間継手は、隣接した２つのセグメントの一方のピース間結合面に設けられる雌継手と、他方のピース間結合面に設けられる雄継手とからなるセグメントのピース間継手において、上記の雌継手を当該ピース間結合面に開口するナットにより構成し、上記雄継手を当該ピース間結合面に上記のナットと対向して固定される開口付きの固定部材と、その固定部材の内側において上記ナットと同芯状に仮止めされるねじ孔付きワッシャーと、上記固定部材の内方に設けられた空所から上記ワッシャーに螺合される継手ボルトとにより構成し、上記ワッシャーの仮止めの強さは、上記継手ボルトの頭部を該ナットに押圧して回転させた際のトルクにより破壊される大きさに設定された構成としたものである。
【００１１】
上記のワッシャーを、一定以上のトルクで剪断される剪断ボルトにより仮止めした構成や、上記のボルトの頭部に接近した部分に、少なくとも上記のワッシャーの幅の範囲にわたり該ワッシャーのねじ孔より小径の軸部を設けた構成をとることができる。
【００１２】
さらに、上記の固定部材の内方に設けられる空所は、当該セグメントの内面に開放された治具挿入用の開口を有し、該開口に閉塞蓋を着脱自在に嵌合した構成や、上記の継手ボルトは、上記の開口の下方に臨んだ治具係合部を有する構成をとることができる。
【００１３】
また、前記の課題を解決するためのセグメントは、セグメント本体の一方のピース間結合端部に雌継手、他方のピース間結合端部に雄継手をそれぞれ設けてなるセグメントにおいて、上記の雌継手を当該ピース間結合面に開口されるナットにより構成し、上記雄継手を当該ピース間結合面に上記のナットと対向して固定される開口付きの固定部材と、その固定部材の内側において上記ナットと同芯状に仮止めされるねじ孔付きワッシャーと、上記固定部材の内方に設けられた空所から上記ワッシャーに螺合される継手ボルトとにより構成し、上記ワッシャーの仮止めの強さは、上記継手ボルトの頭部を該ナットに押圧して回転させた際のトルクにより破壊される大きさに設定された構成としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図１から図５に示したシールド工法用のセグメントに基づいて説明する。
【００１５】
図１に示すように、各セグメント１０は周方向の両端部に形成されたピース間結合面１１を相互に突合わせて環状に組立られる。
【００１６】
各セグメント１０は、図２に示すように鉄筋コンクリート製のセグメント本体１４の一方のピース間結合面１１に一部が露出した一対の雄継手１３、及び他方のピース間結合面１１に一部が露出した一対の雌継手１３'とを有し、当該セグメント１０の雄継手１３と、隣接した他方のセグメント１０の雌継手１３'とによりピース間継手１２が構成される。
【００１７】
雌継手１３’は、図３に示すように、一端閉塞の筒状のナットによって形成され、セグメント本体１４の鉄筋１９に溶接することにより固着され、その開口端がピース間結合面１１に同一面となって露出してる。
【００１８】
上記の雄継手１３は、図３及び図４に示すように、平面視コの字状の固定部材１５がセグメント本体１４の鉄筋１９に固定され、その固定部材１５の前端面にボルト挿通用の開口１６が設けられ、また固定部材１５の内面において上記の開口１６を含む範囲にエルボ型のハウジング１７の一端が固着される。
【００１９】
固定部材１５の前端面はピース間結合面１１と同一面となって露出しており、またハウジング１７の他端はセグメント本体１４の内面１４ａ側に屈曲して開放され、治具挿入口１８となっている。治具挿入口１８に形成された雌ねじに閉塞蓋２０が着脱自在にねじ結合される。治具挿入口１８と閉塞蓋２０はセグメント本体１４の内面１４ａと同一面となるように形成される。
【００２０】
上記のハウジング１７の内部において、固定部材１５の内面にねじワッシャー２１が取付けられる。ねじワッシャー２１は環状の金物であり、その中心部分にねじ穴２２が設けられる。ねじ穴２２は前記の固定部材１５の開口１６より若干小径に形成され、同芯状態に配置される。
【００２１】
上記のねじワッシャー２１は、上下２本の剪断ボルト２３により固定部材１５の前面からねじ結合により固定される。上記の剪断ボルト２３はアルミニューム製であり、後述のようにねじワッシャー２１に一定以上大きいトルクが作用した際に剪断されるように、その強度が選定されている。
【００２２】
上記のねじワッシャー２１のねじ穴２２に、ハウジング１７の内部から継手ボルト２４がねじ込まれ、通常の状態で該継手ボルト２４の先端は、図３に示すようにボルト挿通用の開口１６内にあり、外部に突出しないようにセットされる。継手ボルト２４のボルト頭部２５の先端に六角柱の治具係合部２６が設けられ、その治具係合部２６が前記の治具挿入口１８の下方に臨んでいる。継手ボルト２４のねじ部はボルト頭部２５に達する部分まで形成される。
【００２３】
実施形態のピース間継手１２及びこれを用いたセグメント１０は以上のごときものであり、セグメント１０の製作時においては、個別の型枠内に鉄筋１９を組むと共に、その鉄筋１９の一部に前記のピース間継手１２の雄継手１３及び雌継手１３’等を固着したのち、コンクリートを打設するという成形方法がとられる。この時、ハウジング１７の治具挿入口１８に閉塞蓋２０をねじ込んで閉塞し、コンクリートがハウジング１７内に侵入することを防止する。
【００２４】
施工現場においては、所要数のセグメント１０を、図１に示すように環状に配列しながら、隣接するセグメント１０間の継手１２を構成する雄継手１３と雌継手１３’の芯合わせを行い、治具挿入口１８から回転治具２７を挿入し、これを治具係合部２６に係合して外部から自動或いは手動操作により、継手ボルト２４を前進方向に回転させる。
【００２５】
継手ボルト２４が回転すると、ねじワッシャー２１のねじ穴２２との螺合により該継手ボルト２４が前進し、その先端が雌継手１３’に螺合されて前進する。この間、ねじワッシャー２１にはそのねじ穴２２における継手ボルト２４との摩擦により若干のトルクが作用するが、剪断ボルト２３の強度の方が遙に大きいために剪断されることはない。
【００２６】
継手ボルト２４が前進してそのボルト頭部２５がねじワッシャー２１に押圧されると、継手ボルト２４の前進は停止される。この状態では隣接するセグメント１０との間に幾分の間隙が存在することが普通であり、その間隙をゼロにしてセグメント１０相互を密着させるために、通常はいわゆる増し締めを行うが、この場合は継手ボルト２４がねじワッシャー２１に螺合しているためそのままでは増し締めを行うことができない。
【００２７】
そこで、ボルト頭部２５をねじワッシャー２１に押圧したまま継手ボルト２４に高トルクを加えると、ねじワッシャー２１がこれに引きずられて回転し剪断ボルト２３が剪断される。これによりねじワッシャー２１がフリーとなり継手ボルト２４と共に回転するので、相手セグメント１０を引き寄せて密着させる（図５参照）。
【００２８】
両者の密着により増し締めが完了し、以後ねじワッシャー２１は剪断ボルト２３の剪断端２３’を含んだまま固定部材１５に対して大きな集中荷重を及ぼし、継手ボルト２４の緩み止めをはかる。
【００２９】
このようにしてピース間継手１２による結合を全セグメント１０について完了すると、治具挿入口１８に閉塞蓋２０をねじ込み、その閉塞蓋２０の面をセグメント１０の内面と同一面になるように閉塞する。閉塞蓋２０を耐蝕性の素材で形成しておけば、耐蝕処理のための２次ライニングは省略してもよい。
【００３０】
上記の実施形態によると、増し締めによる高トルクを加えた際に、静止状態にあるねじワッシャー２１に対し、継手ボルト２４が回転すると螺合部分につぶれが生じ、その分だけ大きなトルクが必要となる。
【００３１】
これを避けるために、両者の螺合部分に若干の遊びを形成することが望ましい。また、図６に示すように継手ボルト２４のボルト頭部２５に接近した部分に、ねじワッシャー２１の幅と同程度の小径の軸部２８を設け、継手ボルト２４を締め込んだ際に軸部２８の部分でねじワッシャー２１との螺合が外れるようにしてもよい。
【００３２】
上記のねじワッシャー２１を仮止めするその他の方法として、接着、スポット溶接などがある。
【００３３】
なお、以上の実施形態は、専らシールド工法のセグメント関して述べたが、この発明は、セグメント１０のようなコンクリートブロックの結合に一般的に適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、ピース間継手の雄継手を構成する継手ボルトがねじワッシャーに螺合されているので、その一端を治具により回転するだけで該継手ボルトが前進し、相手セグメントの雌継手に螺合する。これによりセグメントの組立作業の能率化をはかることができる。
【００３５】
また、上記継手ボルトの増し締めによりねじワッシャーの仮止めを破壊してこれをフリーにすることで、継手ボルトを回転させ相手セグメントを引き寄せることができるので、セグメント相互を密着させることができる。
【００３６】
更に、ねじワッシャーは、その仮止めの破壊後は通常のワッシャーとして作用するので、継手ボルトの緩み止めを図ることができる。
【００３７】
上記のセグメントの製作時においては、ハウジング内に継手ボルトを取付けたまま治具挿入口に閉塞蓋を施してコンクリートを打設することができ、また作業現場における組立完了後においても同様に閉塞蓋を施すだけで内周面を平坦に仕上げることができるので、２次ライニングを省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のセグメントの組立状態の斜視図
【図２】同上の一部分解斜視図
【図３】同上の組立前の一部断面図
【図４】同上の一部斜視図
【図５】同上の組立後の一部断面図
【図６】他の実施形態の一部断面図
【図７】（ａ）従来例の一部分解斜視図
（ｂ）同上の一部断面図
【符号の説明】
１０  セグメント
１１、１１’  ピース間結合面
１２  ピース間継手
１３  雄継手
１３’  雌継手
１４  セグメント本体
１５  固定部材
１６  開口
１７  ハウジング
１８  治具挿入口
１９  鉄筋
２０  閉塞蓋
２１  ねじワッシャー
２２  ねじ穴
２３  剪断ボルト
２３’  剪断端
２４  継手ボルト
２５  ボルト頭部
２６  治具係合部
２７  回転治具
【図１】
0003554674.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003554674.tif 000004
【図４】
0003554674.tif 000005
【図５】
0003554674.tif 000006
【図６】
0003554674.tif 000007
【図７】
0003554674.tif 000008