(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌型連結部材のケーシングに設けたテーパー孔に複数の楔板群を円錐筒状をなすように移動自在に配設し、この楔板群の内周面が先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパー状とすると共に、この円錐筒状の楔板群の内周部に挿入する雄型連結部材を、先端の先鋭状の案内部の後方に前記円錐筒状の楔板群の内周面に倣ったテーパー面を有する係止部を設けた突起状に形成し、この雄型連結部材を楔板群の内周部に挿入することにより、楔板群の内周面で雄型連結部材の係止部を密に抱持して楔作用により雄型連結部材を抜け出し不能に錠止するようにしたセグメントの継手装置において、前記雄型連結部材の後端に突設した雄ネジ部がセグメントの後端部に先端ネジ孔開口を表出して埋設したナットにねじ込まれ、このナットはその外周にクッション層が被覆され、その後端には外周にクッション層を被覆したアンカーロッドの先端の雄ネジ部がねじ込まれており、このアンカーロッドの後端に設けた雄ネジ部にねじ込んだナットによりその前部に挿嵌した支圧板が係止されていることを特徴とするセグメントの継手装置。
【請求項２】
雌型連結部材のケーシングに設けたテーパー孔に複数の楔板群を円錐筒状をなすように移動自在に配設し、この楔板群の内周面が先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパー状とすると共に、この円錐筒状の楔板群の内周部に挿入する雄型連結部材を、先端の先鋭状の案内部の後方に前記円錐筒状の楔板群の内周面に倣ったテーパー面を有する係止部を設けた突起状に形成し、この雄型連結部材を楔板群の内周部に挿入することにより、楔板群の内周面で雄型連結部材の係止部を密に抱持して楔作用により雄型連結部材を抜け出し不能に錠止するようにしたセグメントの継手装置において、前記雄型連結部材の後端に突設した雄ネジ部がセグメントの後端部に先端ネジ孔開口を表出して埋設したナットにねじ込まれ、このナットはその外周にクッション層が被覆され、その後端には外周にクッション層を被覆したアンカーロッドの先端の雄ネジ部がねじ込まれており、このアンカーロッドは湾曲されてその後端の雄ネジ部がセグメントの内面に設けた定着用凹部の定着面から突出され、この定着面に当接した支圧板が雄ネジ部にねじ込んだナットで締め付けられていることを特徴とするセグメントの継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はシールドトンネルの一次覆工に用いるコンクリートセグメントの継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セグメントの前後端部の一方に先端面を表出して埋設された円筒状のケーシングの先端部内周に、先端側から後方にかけて内径が拡大するテーパー孔を設け、このテーパー孔の後方に一連に形成された空洞部の少なくとも後端部内周に雌ネジを設け、前記テーパー孔の先端側には受口を設け、前記テーパー孔の内周面に倣って形成した円錐筒体を周方向に複数に分割して形成した楔板群を、前記テーパー孔内に円錐筒状をなすように、かつこの円錐筒状の前記楔板群の内周面が先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパー状をなすように配設し、前記空洞部の雌ネジにアンカーの端部に設けた雄ネジ部をねじ込み、この雄ネジ部と前記楔板の後端に添接したバネ受座との間に圧縮バネを介在してなる雌型連結部材と、先端の先鋭状の案内部の後方に、前記円錐筒状の楔板群の内周面に倣ったテーパー面を有する係止部を設け、この係止部の後方に前記受口に密に嵌合可能な位置決め密嵌部を設け、さらにその後方に雄ネジ部を設け、前記セグメントの他方の端部に先端面を表出して埋設した内側に箱抜部を有する箱形の固定金具の先端面に設けた透孔に、前記雄ネジ部を挿入してナットにより締結固定された雄型連結部材とからなるセグメントの継手装置が知られている（特開平６−１４６７９４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の継手装置では、雄型連結部材がその基端の雄ネジ部において、セグメントの他方の端部に先端面を表出して埋設した内側に箱抜部を有する箱形の固定金具の先端面にナットにより締結固定されているため、シールドトンネルの内面に箱抜き固定金具が露出し、外観を損なうと共に腐食防止の処理を必要としていた。
【０００４】
また、雄型連結部材が固定金具に固定されているため、セグメントの組立誤差あるいは雌型連結部材及び雄型連結部材の設置位置の誤差により雌型連結部材と雄型連結部材の連結位置にズレを生じている場合に、雌型連結部材に雄型連結部材を挿入できないという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、雌型連結部材２のケーシング４に設けたテーパー孔５に複数の楔板９群を円錐筒状をなすように移動自在に配設し、この楔板９群の内周面を先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパー状とすると共に、この円錐筒状の楔板９群の内周部に挿入する雄型連結部材３を、先端の先鋭状の案内部３ａの後方に円錐筒状の楔板９群の内周面に倣ったテーパー面を有する係止部３ｂを設けた突起状に形成し、この雄型連結部材３を楔板９群の内周部に挿入することにより、楔板９群の内周面で雄型連結部材３の係止部３ｂを密に抱持して楔作用により雄型連結部材３を抜け出し不能に錠止するようにしたセグメントの継手装置において、前記雄型連結部材３の後端に突設した雄ネジ部３ｄがセグメント１の後端部に先端ネジ孔開口を表出して埋設したナット２０にねじ込まれ、このナット２０はその外周にクッション層２１が被覆され、その後端には外周にクッション層２２を被覆したアンカーロッド２３の先端の雄ネジ部２４がねじ込まれており、このアンカーロッド２３の後端に設けた雄ネジ部２５にねじ込んだナット２６によりその前部に挿嵌した支圧板２７が係止されているセグメントの継手装置を提案するものである。
【０００６】
またこの発明は、雌型連結部材２のケーシング４に設けたテーパー孔５に複数の楔板９群を円錐筒状をなすように移動自在に配設し、この楔板９群の内周面を先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパー状とすると共に、この円錐筒状の楔板９群の内周部に挿入する雄型連結部材３を、先端の先鋭状の案内部３ａの後方に円錐筒状の楔板９群の内周面に倣ったテーパー面を有する係止部３ｂを設けた突起状に形成し、この雄型連結部材３を楔板９群の内周部に挿入することにより、楔板９群の内周面で雄型連結部材３の係止部３ｂを密に抱持して楔作用により雄型連結部材３を抜け出し不能に錠止するようにしたセグメントの継手装置において、前記雄型連結部材３の後端に突設した雄ネジ部３ｄがセグメント１の後端部に先端ネジ孔開口を表出して埋設したナット２０にねじ込まれ、このナット２０はその外周にクッション層２１が被覆され、その後端には外周にクッション層２２を被覆したアンカーロッド２３の先端の雄ネジ部２４がねじ込まれており、このアンカーロッド２３は湾曲されてその後端の雄ネジ部２５がセグメント１の内面に設けた定着用凹部３０の定着面から突出され、この定着面に当接した支圧板２７が雄ネジ部２５にねじ込んだナット２６で締め付けられているセグメントの継手装置を提案するものである。
【０００７】
【作用】
雄型連結部材３の案内部３ａを、雌型連結部材２の受口８から楔板９群の内周部に挿入すると、案内部３ａの径が円錐筒状の楔板９群の内周面の先端側の小径部よりも徐々に大きくなるため、案内部３ａのテーパー面で各楔板９を外周側に押し広げながら圧縮バネ１９の弾圧力に抗して前方に押し出し、やがて案内部３ａの基端の最大径部分が円錐筒状の楔板９群の内周部に挿入されると、その係止部３ｂはその後方にかけて径が徐々に小さくなるため、各楔板９は圧縮バネ１９に押し戻されて内周側に収縮しながらテーパー孔５に沿って後退し、その内周面で雄型連結部材３の係止部３ｂを密に抱持して楔作用により雄型連結部材３を抜け出し不能に錠止する。
【０００８】
一方この状態において、セグメント１，１同士が密接して接合されると共に、雄型連結部材３をねじ込んだナット２０の周囲のクッション層２１と、アンカーロッド２３の周囲のクッション層２２とが圧縮変形可能であるため、その変形許容範囲において雄型連結部材３がセグメント１の端面方向に変位することが可能となり、これによってセグメントの組立誤差あるいは雌型連結部材２及び雄型連結部材３の設置位置の誤差により雌型連結部材２と雄型連結部材３の連結位置にずれを生じていても、これらの誤差を吸収して無理なく確実に連結することが可能となる。
【０００９】
また、セグメントの組立後において地震等により前後のセグメント１，１間に引っ張り力が生じた場合に、雌型連結部材２の後方のアンカーロッド１２がクッション層２２によりセグメント１のコンクリートと縁切りされているため、その伸びにより軸方向の変形追従性を確保することができる。
【００１０】
雄型連結部材３のアンカーロッド２３を湾曲させてその後端をセグメント１の内面に設けた定着用凹部３０の定着面３１から突出させ、この定着面３１に当接した支圧板２７を雄ネジ部２５にねじ込んだナット２６で締め付けることにより、アンカーロッド２３の周囲のコンクリートにプレストレスが導入され、この部分のコンクリートを強化することができる。
【００１１】
【実施例】
図４に示すように、コンクリートセグメント１の前端部に雌型連結部材２が、かつ後端部に雄型連結部材３がそれぞれ前後方向に相対応した位置に設けられている。
【００１２】
雌型連結部材２の外殻を構成するケーシング４は、図２に示すようにセグメント１の内部に先端面のみを表出して埋設され、その先端部内周に先端側から後方にかけて内径が徐々に拡大するテーパー孔５が形成され、その後方に一連に形成された空洞部６の少なくとも後端部内周に雌ネジ７が形成されており、テーパー孔５の先端側には受口８が形成されている。
【００１３】
テーパー孔５には、図２に示すようにその内周面に倣って形成した円錐筒体を周方向に複数に分割して形成された楔板９群が、ケーシング４の軸方向に移動自在に円錐筒状をなすように配設されており、これらの楔板９群によって形成される円錐筒状内周面は、テーパー孔５と同様に先端側から後方にかけて内径が拡大するようにテーパ面に形成されている。
【００１４】
空洞部６の後端の雌ネジ７には、ネジ栓１０がねじ込まれ、その後端面に突設した雄ネジ部１１とアンカーロッド１２の先端部に設けた雄ネジ部１３とがナット１４で連結されており、アンカーロッド１２の後端には雄ネジ部１５が設けられ、この雄ネジ部１５にねじ込んだナット１６によりその前部に挿嵌した支圧板１７が係止されている。
【００１５】
また、ネジ栓１０と楔板９の後端に添接したバネ受座１８との間には、テーパー孔５の小径部方向に楔板９群を弾圧する圧縮バネ１９が介在されている。
【００１６】
雄型連結部材３は図１に示すように、先端の先鋭状の案内部３ａと、その後方に位置する上記複数の楔板９群によって形成される筒状内周面に倣ったテーパー面を有する係止部３ｂと、その後方に位置する上記受口８に嵌合可能な基部３ｃと、その基部３ｃの後方に突設した雄ネジ部３ｄとからなり、この雄ネジ部３ｄをセグメント１の後端部に先端ネジ孔開口を表出して埋設したナット２０にねじ込んでセグメント１の後端面に突設されている。
【００１７】
ナット２０は、その外周にゴムあるいは軟質合成樹脂等のクッション層２１が被覆され、後端には外周にゴムあるいは軟質合成樹脂等のクッション層２２を被覆したアンカーロッド２３の先端に設けた雄ネジ部２４がねじ込まれており、このアンカーロッド２３の後端には雄ネジ部２５が設けられ、この雄ネジ部２５にねじ込んだナット２６によりその前部に挿嵌した支圧板２７が係止されている。
【００１８】
また、図５に示すように、セグメント１のリング方向の側端部には断面Ｃ型のコッター受金具２８が埋設固定され、リング方向に隣接するセグメント１，１の相対接するコッター受金具２８，２８にリング内面側から断面Ｈ型の楔状コッターを圧入することにより、リング方向のセグメント１，１相互を締結一体化するようになっている。
【００１９】
雄型連結部材３の周囲におけるセグメント１の端面にはＯリング等からなる止水シール２９が取付けられており、この止水シール２９によりセグメント１，１の接合後において、雌型連結部材２と雄型連結部材３との間に水が侵入することを防止して、錆や腐食を防止するようになっている。
【００２０】
図４に示す実施例は、雄型連結部材３のアンカーロッド２３を湾曲させてその後端の雄ネジ部２５をセグメント１の内面に設けた定着用凹部３０の定着面３１から突出させ、この定着面３１に当接した支圧板２７を雄ネジ部２５にねじ込んだナット２６で締め付けることにより、アンカーロッド２３の周囲のコンクリートにプレストレスを導入するようにしたものである。
【００２１】
以上の構成において連結操作について説明する。
【００２２】
上記コッター受金具２８，２８とコッターとからなるコッター継手によりセグメント１をリング方向に組立て、この先行リングの各セグメント１の後端の雌型連結部材２に、エレクターにより位置決め保持された次リングのセグメント１の雄型連結部材３を対向させて押し込む。
【００２３】
雄型連結部材３の案内部３ａを、雌型連結部材２の受口８から楔板９群の内周部に挿入すると、案内部３ａの径が円錐筒状の楔板９群の内周面の先端側の小径部よりも徐々に大きくなるため、案内部３ａのテーパー面で各楔板９を外周側に押し広げながら圧縮バネ１９の弾圧力に抗して前方に押し出し、やがて案内部３ａの基端の最大径部分が円錐筒状の楔板９群の内周部に挿入されると、その係止部３ｂはその後方にかけて径が徐々に小さくなるため、図３に示すように各楔板９は圧縮バネ１９に押し戻されて内周側に収縮しながらテーパー孔５に沿って後退し、その内周面で雄型連結部材３の係止部３ｂを密に抱持して楔作用により雄型連結部材３を抜け出し不能に錠止する。
【００２４】
一方この状態において、セグメント１，１同士が密接して接合されると共に、雄型連結部材３をねじ込んだナット２０の周囲のクッション層２１と、アンカーロッド２３の周囲のクッション層２２とが圧縮変形可能であるため、その変形許容範囲において雄型連結部材３がセグメント１の端面方向に変位することが可能となり、これによってセグメントの組立誤差あるいは雌型連結部材２及び雄型連結部材３の設置位置の誤差により雌型連結部材２と雄型連結部材３の連結位置にずれを生じていても、これらの誤差を吸収して無理なく確実に連結することが可能となる。
【００２５】
このように、リング方向のセグメント１，１間にコッター継手を使用し、前後のリング間継手として上記押し込み錠止継手を使用することにより、従来と同様なエレクターの操作でセグメントを所定の位置にセットして、リング間は押し込みと同時に自動的に締結され、その後の作業はリング方向のセグメント間のコッター２１の圧入作業のみで完了する。
【００２６】
【発明の効果】
以上の通りこの発明によれば、雄型連結部材をねじ込んだナットの周囲のクッション層と、アンカーロッドの周囲のクッション層とが圧縮変形可能であるので、その変形許容範囲において雄型連結部材がセグメントの端面方向に変位することが可能となり、これによってセグメントの組立誤差あるいは雌型連結部材及び雄型連結部材の設置位置の誤差により雌型連結部材と雄型連結部材の連結位置にずれを生じていても、これらの誤差を吸収して無理なく確実に連結することが可能となる。
【００２７】
また、セグメントの内周面に雄型連結部材の取付金具が露出しないので、外観体裁が良く、腐食防止処理も施す必要がない。
【００２８】
また、セグメントの組立後において地震等により前後のセグメント間に引っ張り力が生じた場合に、雌型連結部材の後方のアンカーロッドがクッション層よりセグメントのコンクリートと縁切りされているため、その伸びにより軸方向の変形追従性を確保することができる。
【００２９】
雄型連結部材のアンカーロッドを湾曲させてその後端をセグメントの内面に設けた定着用凹部の定着面から突出させ、アンカーロッドを緊張しながらこの定着面に当接した支圧板を雄ネジ部にねじ込んだナットで締め付けることにより、アンカーロッドの周囲のコンクリートにプレストレスが導入され、この部分のコンクリートを強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る雄型連結部材の設置状態を示す断面図。
【図２】この発明に係る雌型連結部材の設置状態を示す縦断面図。
【図３】この発明の継手装置によりセグメントを接合した状態を示す断面図。
【図４】この発明に係る雄型連結部材のアンカーの他の態様を示す縦断面図
【図５】この発明に係るセグメントの平面図。
【符号の説明】
１  セグメント
２  雌型連結部材
３  雄型連結部材
３ａ  案内部
３ｂ  係止部
３ｃ  密嵌部
３ｄ  雄ネジ部
４  ケーシング
５  テーパー孔
６  空洞部
７  雌ネジ
８  受口
９  楔板
１０  ネジ栓
１１  雄ネジ部
１２  アンカーロッド
１３  雄ネジ部
１４  ナット
１５  雄ネジ部
１６  ナット
１７  支圧板
１８  バネ受座
１９  圧縮バネ
２０  ナット
２１  クッション層
２２  クッション層
２３  アンカーロッド
２４  雄ネジ部
２５  雄ネジ部
２６  ナット
２７  支圧板
２８  コッター継手金具
２９  止水シール
３０  定着用凹部
３１  定着面
【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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