(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に継手部が設けられた複数のセグメントピースから構成されるセグメントの継手部の定着方法おいて、
前記セグメントは、前記セグメントピースをトンネル掘削面に沿って隣接配置して、前記継手部を相互に連結することにより環状に組立てられるものであり、
前記セグメントピースは、内部に前記トンネルの周方向に沿って配置される主筋が埋設された鉄筋コンクリート製であって、
前記継手部は、隣接する他のセグメントピースの継手部と連通する連結用凹部が設けられ、背面側に前記主筋の端部が固設される鋼製継手金具を備え、
前記セグメントピースは、前記継手部をトンネル周方向の両端部に配置するとともに、前記主筋の両端を前記継手部に結合させた状態で、コンクリートを打設して形成され、この際に、
前記連結用凹部が前記セグメントピースの周方向の端面に開口するように、前記継手金具を配置するとともに、
前記主筋は、複数本を平行に配列して、その両端に、予め一対の前記継手金具をそれぞれ固着した主筋ユニットとされ、
複数の前記主筋ユニットの前記継手金具を前記セグメントピースの周方向の端面に、上下および左右方向に所定の間隔を隔てて多列多段状に配置することで、  前記継手部を前記セグメントピースに定着させることを特徴とするセグメント継手部の定着方法。
【請求項２】
前記連結用凹部は、前記セグメントピースの端面上の開口部から奥側に向けて、トンネル横断面に沿った断面形状が略Ｔ字状に形成され、隣接する他のセグメントピースの連結用凹部と連通した際に略Ｉ字形キー溝となり、このＩ字形キー溝内に同形状のキー鋼材を挿入することにより、隣接するセグメントピース同士を周方向に連結することを特徴とする請求項１記載のセグメント継手部の定着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セグメント継手部の定着方法に関し、特に、鉄筋コンクリート製セグメントの継手部の定着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルを始めとして、各種のトンネルを構築する際に、掘削面の覆工体として、セグメントが用いられている。この種のセグメントは、複数のセグメントピースを掘削面に沿って相互に隣接配置し、セグメントピース間の端部同士を相互に連結することにより円筒状に組立てられ、この種のセグメントピースには、鉄筋コンクリート製のＲＣ構造が比較的多く採用されている。
【０００３】
このようなＲＣ構造のセグメントピースは、一般に、工場生産されている。この種のセグメントピースを工場生産する際には、鉄筋籠を型枠内に設置し、型枠端板に継手金物を固定して、型枠内にコンクリートを打設することにより行なっていた。
【０００４】
継手金物１は、図５にその代表的な構造例を示すように、平板状の継手プレート２と、この継手プレート２の背面に、対向するように突設された一対のブラケットプレート３とを備え、各ブラケットプレート３のそれぞれの側面に２本ずつのアンカー筋４が、後方に突出するように固設されている。
【０００５】
このアンカー筋４は、コンクリートと付着され、コンクリートアンカー筋４との付着結合により、継手金物１をコンクリートに定着させるものであり、必要な付着強度に応じて、アンカー筋４の直径や突出長さが設定される。
【０００６】
しかしながら、このような従来のセグメント継手部の定着方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のセグメント継手部の定着方法では、アンカー筋４とコンクリートとの間の付着結合により、継手金物１の定着を確保していた。
【０００８】
ところが、アンカー筋４を用いることにより、セグメントピースの重量が重くなって、取付け性が悪化したり、あるいは、アンカー筋４と鉄筋籠との干渉を防ぐために、鉄筋相互の配置を変更するなどの配慮が必要であった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、セグメントピースの軽量化と、鉄筋配置の相互干渉を回避して、配置の自由度を広げることができるセグメント継手部の定着方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、両端に継手部が設けられた複数のセグメントピースから構成されるセグメントの継手部の定着方法おいて、前記セグメントは、前記セグメントピースをトンネル掘削面に沿って隣接配置して、前記継手部を相互に連結することにより環状に組立てられるものであり、前記セグメントピースは、内部に前記トンネルの周方向に沿って配置される主筋が埋設された鉄筋コンクリート製であって、前記継手部は、隣接する他のセグメントピースの継手部と連通する連結用凹部が設けられ、背面側に前記主筋の端部が固設される鋼製継手金具を備え、前記セグメントピースは、前記継手部をトンネル周方向の両端部に配置するとともに、前記主筋の両端を前記継手部に結合させた状態で、コンクリートを打設して形成され、この際に、前記連結用凹部が前記セグメントピースの周方向の端面に開口するように、前記継手金具を配置するとともに、前記主筋は、複数本を平行に配列して、その両端に、予め一対の前記継手金具をそれぞれ固着した主筋ユニットとされ、複数の前記主筋ユニットの前記継手金具を前記セグメントピースの周方向の端面に、上下および左右方向に所定の間隔を隔てて多列多段状に配置することで、前記継手部を前記セグメントピースに定着させるようにした。
このように構成したセグメント継手部の定着方法では、主筋の両端を継手部に結合させた状態で、コンクリートを打設してセグメントピースを作製するので、コンクリートと付着する主筋の付着結合により、継手部の定着力が得られる。
このため、継手部にアンカー筋を設ける必要がなくなり、セグメントピースがその分だけ軽くなり、取付け性が向上するとともに、鉄筋同士の干渉を配慮することもなくなり、配置の自由度も広がる。
また、継手金具の連結用凹部が、セグメントピースの周方向の端面に開口するように配置すると、主筋と継手部との結合が終了して配筋が完了するので、セグメントピースの生産効率が向上する。
さらに、主筋と連結金具とを主筋ユニットとして、予め組立てておくことができるので、組立てが簡単になり、生産効率がより向上するとともに、主筋ユニットの数を選択することにより、セグメントピース内の配筋量を簡単に変更することができる。
前記連結用凹部は、前記セグメントピースの端面上の開口部から奥側に向けて、トンネル横断面に沿った断面形状が略Ｔ字状に形成され、隣接する他のセグメントピースの連結用凹部と連通した際に略Ｉ字形キー溝となり、このＩ字形キー溝内に同形状のキー鋼材を挿入することにより、隣接するセグメントピース同士を周方向に連結することができる。
この構成によれば、セグメントピースを隣接配置して、キー溝内にキー鋼材を挿入して筒状に組立てると、トンネル周方向において、主筋および鋼製継手金具からなる鋼製材料が周回する環状に連なった構造となって、剛性が大きくなるので、鉄筋量の減少やセグメント厚みを低減することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかるセグメント継手部の定着方法の一実施例を示している。
【００１２】
図１は、本発明の定着方法を採用したセグメントピース１０を示している。このセグメントピース１０は、トンネル掘削面に沿って、複数が隣接配置され、トンネル周方向の端部に設けられた継手部１２同士を、相互に連結することにより環状ないしは円筒状に組立てられるトンネル覆工用セグメントに使用される。
【００１３】
図１に示したセグメントピース１０は、内部にトンネル周方向に沿って配置される主筋１４が、硬化コンクリート体からなるセグメント本体１６中に埋設された鉄筋コンクリート製であって、所定の幅の円筒を周方向に沿って、複数に分割した湾曲形状に形成されている。
【００１４】
セグメント本体１６は、円弧状に屈曲した上，下面１６ａ，１６ｂと、トンネル軸方向に設置される前および後端面１６ｃ，１６ｄと、トンネル周方向に設置される左および右端面１６ｅ，１６ｆを有している。
【００１５】
セグメント本体１６の上面１６ａの中央部には、セグメントピース１０を環状ないしは円筒状に組立てる際に、図示省略のエレクター装置に把持させるための把持金物１８が埋設されている。
【００１６】
また、セグメント本体１６の前端面１６ｃには、トンネル軸方向に隣接設置される他のセグメントピースと嵌合可能なほぞ凹部１６ｇが形成され、後端面１６ｄには、同様な機能を有するほぞと凸部１６ｈが形成されている。
【００１７】
さらに、セグメント本体１６の前，後端面１６ｃ，１６ｄには、トンネル軸方向に隣接設置されるセグメントピース１０間を相互に連結するための楔式ピン継手１６ｉが設置されている。
【００１８】
継手部１２は、セグメントピース１０のトンネル周方向に設置される左，右端面１６ｅ，１６ｆに同一構成のものが一対配置され、本実施例の場合には、鋼製の継手金具２０を有している。
【００１９】
この継手金具２０は、平板状のプレート部２２と、このプレート部２２の一面側に一体に突設された突起部２４とを備えている。突起部２４ｂ内には、後述するように、周方向に隣接設置される他のセグメントピース１０ａの継手部１２ａと連通する連結用凹部２６が設けられている。
【００２０】
この連結用凹部２６は、一端側がセグメント本体１６の前，後端面１６ｃ，１６ｄに開口し、各端面１６ｃ，１６ｄから奥側に向かって延設され、トンネル横断面に沿った断面形状が略Ｔ字形になっている（図４参照）。
【００２１】
本実施例の場合には、主筋１４と継手部１２とが予め一体化され、主筋ユニット２８として組立てられる。すなわち、本実施例の場合には、主筋１４は、３本を１組として、その両端にそれぞれ継手部１２を構成する継手金具２０が固着される。
【００２２】
主筋ユニット２８の詳細構成を図３に示している。同図に示した主筋ユニット２８は、３本の主筋１４と一対の継手金具２０とを有している。３本の主筋１４は、平行に一列状態に配列され、この状態で各主筋１４の端部が、継手金具２０のプレート部２２の背面側に固設されている。
【００２３】
図１に示したセグメントピース１０には、４組の主筋ユニット２８が用いられ、各継手金具２０が、セグメントピース１０の前，後端面１６ｃ，１６ｄの上下左右方向に所定の間隔を隔てて、２列２段状に位置するように、図示省略の型枠にセットし、型枠内にコンクリートを打設して、打設したコンクリートが硬化した後に脱型することにより、セグメントピース１０が製作される。
【００２４】
このとき、各継手金具２０は、連結用凹部２６が前，後端面１６ｃ，１６ｄに臨んで開口するように配置する。なお、この主筋ユニット２８の数や配列状態は、２列２段に限ることはなく、セグメントピース１０に要求される性能に応じて適宜選択すれば良い。
【００２５】
以上のように構成されたセグメントピース１０には、図４にその一部を示すように、掘削されたトンネルの壁面に沿って、同一構成の他のセグメントピース１０ａが隣接設置される。
【００２６】
このとき、セグメントピース１０，１０ａの継手部１２，１２ａが、相互に当接するようにして隣接設置すると、継手部１２，１２ａのＴ字形連結用凹部２６，２６ａが相互に繋がり、その結果、図４に示すように、継手部１２，１２ａ間に略Ｉ字形形状のキー溝３０が形成される。
【００２７】
このキー溝３０は、本実施例の場合には、上下方向に２段状に形成され、各キー溝３０は、図１に示すように、トンネル軸方向の一端側に、凹溝３２を介して、開放されているとともに、凹溝３２は、内方に延設されて、前後方向に配置された継手部１２，１２ａ間も繋ぐようになっている。
【００２８】
従って、キー溝３０内に、同一形状のＩ形鋼からなるキー鋼材３４をそれぞれ挿入すると、このキー鋼材３４が、継手部１２，１２ａ間に介在して、セグメントピース１０，１０ａ同士の連結が行なわれる。
【００２９】
さて、以上のように構成したセグメント継手部の定着方法によれば、主筋１４の両端を継手部１２に結合させた状態で、コンクリートを打設してセグメントピース１０を作製するので、コンクリートと付着する主筋１４の付着結合により、継手部１２の定着力が得られる。
【００３０】
このため、継手部１２にアンカー筋を設ける必要がなくなり、セグメントピース１０がその分だけ軽くなり、取付け性が向上するとともに、鉄筋同士の干渉を配慮することもなくなり、配置の自由度も広がる。
【００３１】
また、本実施例の継手部１２は、隣接する他のセグメントピース１０ａの継手部１２ａと連通する連結用凹部２６が設けられ、背面側に主筋１４の端部が固設される鋼製継手金具２０を備え、連結用凹部２６がセグメントピース１０の周方向の端面１６ｅ，１６ｆに開口するように、継手金具２０を配置している。
【００３２】
従って、継手金具２０の連結用凹部２６が、セグメントピース１０の周方向の端面１６ｅ，１６ｆに開口するように配置すると、主筋１４と継手部１２との結合が終了して配筋が完了するので、セグメントピース１０の生産効率が向上する。
【００３３】
さらに、本実施例の場合には、主筋１４は、複数本を平行に配列して、その両端に、予め一対の継手金具２０をそれぞれ固着した主筋ユニット２８とされ、複数の主筋ユニット２８の継手金具２０をセグメントピース１０の周方向の端面１６ｅ，１６ｆに、上下および左右方向に方向に所定の間隔を隔てて多列多段状に配置している。
【００３４】
このため、主筋１４と連結金具２０とを主筋ユニット２８として、予め組立てておくことができるので、組立てが簡単になり、生産効率がより向上するとともに、主筋ユニット２８の数を選択することにより、セグメントピース１０内の配筋量を簡単に変更することができる。
【００３５】
また、本実施例の場合には、連結用凹部２６は、セグメントピース１０の端面１６ｅ，１６ｆ上の開口部から奥側に向けて、トンネル横断面方向の断面形状が略Ｔ字状に形成され、隣接する他のセグメントピース１０ａの連結用凹部２６ａと連通した際に略Ｉ字形キー溝３０となり、このキー溝３０内に同形状のキー鋼材３４を挿入することにより、隣接するセグメントピース１０，１０ａ同士を周方向に連結する。
【００３６】
このため、セグメントピース１０，１０ａを隣接配置して、キー溝３０内にキー鋼材３０を挿入して筒状に組立てると、トンネル周方向において、主筋１４および鋼製継手金具２０からなる鋼製材料が周回する環状に連なった構造となって、剛性が大きくなるので、鉄筋量の減少やセグメント厚みを低減することが可能になる。
【００３７】
このような鋼製材料の環状配列に関しては、主筋１４と鋼製継手金具２０との間の固設構造は、溶接やロックナットなどにより剛結合させても良いが、継手部１２に過度の引張力などが作用した場合、主筋１４と継手金具２０の結合部が変位する構造、例えば、両者間をネジ結合させておき、過度の力が作用した際に、ネジ山が潰れるようにしておくと、主筋１４や継手金具２０が、破壊状態に到ることがなくなり、応力的に健全な状態に保つことができる。
【００３８】
なお、上記実施例では、セグメントピース１０間の連結にキー鋼材３４を用いる場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、セグメント本体１６にボルトボックスを設け、ボルトボックス内から連結ボルトをセグメントピース１０間に渡設して、連結ボルトにナットを螺着する連結構造であっても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる。セグメント継手部の定着方法によれば、セグメントピースの軽量化と、鉄筋配置の相互干渉を回避して、配置の自由度を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセグメント継手部の定着方法を採用したセグメントピースの斜視図である。
【図２】図１のセグメントピースの内部構造の説明図である。
【図３】図２の要部抽出図である。
【図４】図１に示したセグメントピースの連結状態の説明図である。
【図５】従来のセグメント継手部の定着方法に用いられていたアンカー筋を示す斜視図と側面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ          セグメントピース
１２，１２ａ          継手部
１４                  主筋
１６                  セグメント本体
１６ａ                上面
１６ｂ                下面
１６ｃ                前端面
１６ｄ                後端面
１６ｅ                左端面
１６ｆ                右端面
１８                  把持金物
２０，２０ａ          継手金具
２２                  プレート部
２４                  突起部
２６，２６ａ          連結用凹部
２８                  繻筋ユニット
【図１】
0003570351.tif 000002
【図２】
0003570351.tif 000003
【図３】
0003570351.tif 000004
【図４】
0003570351.tif 000005
【図５】
0003570351.tif 000006